本發(fā)明涉及金屬基復(fù)合材料材料領(lǐng)域，具體涉及一種高體積分?jǐn)?shù)的sic顆粒增強(qiáng)al基復(fù)合材料的制備方法。

背景技術(shù)：

碳化硅(sic)具有高熔點(diǎn)、高機(jī)械強(qiáng)度、高熱穩(wěn)定性、良好的化學(xué)穩(wěn)定性、低熱膨脹系數(shù)等優(yōu)良的性能；al具有許多突出的優(yōu)點(diǎn)，如可塑性好、質(zhì)量輕、工藝技術(shù)容易掌握，易于加工等，結(jié)合二者的優(yōu)勢制備出的高體積分?jǐn)?shù)sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高、高溫性能好、耐疲勞和耐磨、阻尼性能好、熱膨脹系數(shù)低、高電導(dǎo)率等特點(diǎn)，成為當(dāng)下最具前途的新型結(jié)構(gòu)材料之一，在電子封裝、航空航天、化工、軍工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

目前，常見的高體積分?jǐn)?shù)的sic顆粒增強(qiáng)al基復(fù)合材料的制備方法有粉末冶金法、擠壓鑄造法、真空壓力滲透法等。

張強(qiáng)等增強(qiáng)體選擇了粒徑分別為20、40和60μm的3種α-sic顆粒，基體合金為ld11鋁合金(主要化學(xué)成分11.99％si，0.5％～1.3％cu，0.8％～1.3％mg，1.0％fe，0.5％～1.3％ni，其余為al)以電子封裝為應(yīng)用對象，通過合理選擇一定粒徑分布的sic顆粒，采用擠壓鑄造方法制備了sic顆粒體積分?jǐn)?shù)分別為50％，60％和70％的3種sicp/al復(fù)合材料。(張強(qiáng),陳國欽,武高輝,等.含高體積分?jǐn)?shù)sicp的鋁基復(fù)合材料制備與性能[j].中國有色金屬學(xué)報,2003,13(5):1180-1183.)

慶平王等采用合金化的方式和無壓浸滲法制備出了高體積分?jǐn)?shù)sic的sicp/al復(fù)合材料。其研究發(fā)現(xiàn)以酸洗過的sic顆粒及造孔劑fe(no3)3·9h2o為主要原料，采用硬脂酸鋅作為潤滑劑，水玻璃作為粘接劑并以al-10si-8mg合金為基體制備的復(fù)合材料組織均勻，致密度好，無明顯氣孔缺陷；界面反應(yīng)產(chǎn)物為mg2si、mgal2o4和fe，其彎曲強(qiáng)度高于以al-10si合金為基體制備的復(fù)合材料的彎曲強(qiáng)度。(慶平王,玉程吳,洪雨,等.含高體積分?jǐn)?shù)sicp的al復(fù)合材料微觀組織及彎曲性能[j].中國有色金屬學(xué)報.)

陳成等以綠色sic顆粒(純度>99％，平均粒徑為30μm)、al粉和si粉的混合物(al-10％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))si合金粉，平均粒徑為75μm)為原料。通過對sic顆粒進(jìn)行表面改性處理，并向al基體中添加si元素合金化，采用真空壓力滲透法(熱壓燒結(jié)方法)制備了al-10si-50％(質(zhì)量分?jǐn)?shù))sic復(fù)合材料，研究了復(fù)合材料的微觀組織和導(dǎo)熱性能。(陳成,張國玲,于化順,等.高體積分?jǐn)?shù)sicp/al-si復(fù)合材料的微觀組織與導(dǎo)熱性能[j].功能材料,2012,43(19):2675-2679.)

上述幾種方法中，擠壓鑄造法容易出現(xiàn)氣體或夾雜物，缺陷比較多，需增強(qiáng)顆粒需預(yù)先制成預(yù)成型體，預(yù)成型體對產(chǎn)品質(zhì)量影響大，模具造價高，而且復(fù)雜零件的生產(chǎn)比較困難。真空壓力浸滲法需要專門的設(shè)備以提供高壓和真空，設(shè)備成本高，且難以精確控制其體積分?jǐn)?shù)。與其他方法相比，粉末冶金法制備的sic增強(qiáng)a1基復(fù)合材料具有成分比例準(zhǔn)確、增強(qiáng)體在a1基中分布均勻、燒結(jié)溫度低等優(yōu)點(diǎn)，但其制備工藝過程中需要在稀有氣體保護(hù)下燒結(jié)，a1液的粘度較大，氣體并難以排出，燒結(jié)后產(chǎn)生較多孔隙；此外，燒結(jié)時間較長，容易出現(xiàn)各種不利的界面反應(yīng)，使得制備的sic增強(qiáng)a1基復(fù)合材料界面結(jié)合狀態(tài)不佳、組織均勻性差，即便對其進(jìn)行二次加工，在后續(xù)處理過程中孔隙依然不易消除，界面結(jié)合狀態(tài)難以得到有效改善，導(dǎo)致所制的sic增強(qiáng)a1基復(fù)合材料孔隙率較高、力學(xué)性能不佳。此外，二次加工使得制備周期加長、工藝復(fù)雜程度和成本增加。這些都制約了粉末冶金法制備sic增強(qiáng)a1基復(fù)合材料的大規(guī)模應(yīng)用。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是：鑒于現(xiàn)制備高體積分?jǐn)?shù)的sic顆粒增強(qiáng)a1基復(fù)合材料所存在的技術(shù)缺限和不足，提供一種制備成本相對低廉，工藝流程簡化，sic顆粒與融熔a1界面結(jié)合性提高，最終獲得強(qiáng)度較高、低孔隙率、高體積分?jǐn)?shù)的sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料的方法，且適宜工業(yè)化大規(guī)模生產(chǎn)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題采用以下的技術(shù)方案：

本發(fā)明提供的高體積分?jǐn)?shù)sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料的制備方法，包括以下步驟：

(1)sic粉體的氧化處理：

將sic粉體放置高溫電爐中，1100-1200℃下氧化處理2-3h，使其表面形成一層致密的sio2層；

(2)tio2溶膠的制備：

將水和酒精按照質(zhì)量比1:9-11配置成混合溶液，其中水的質(zhì)量為5-8g，加入冰醋酸調(diào)節(jié)ph值至2-4，在其中取10-12g混合溶液，將鈦酸丁酯和混合溶液按照質(zhì)量比6-9:1混合，經(jīng)水浴加熱及攪拌后，得到透明穩(wěn)定的tio2溶膠；

(3)sic粉體表面涂覆：

將tio2溶膠與pvb的混合溶膠按照加入sic粉體質(zhì)量的10-15％加入到氧化處理后的sic粉體中，用knm型快速研磨機(jī)混料2-4h；

(4)還原氣氛下高溫煅燒：

將經(jīng)過上述處理后的sic粉體置于還原氣氛下進(jìn)行熱處理，得到形貌致密的tio2-c復(fù)合層；

(5)混料：

設(shè)置氧化處理后的sic粉體占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為50-65％，金屬al粉占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為30-49％，向原料中添加不同百分含量的燒結(jié)助劑，將混合原料放置knm型快速研磨機(jī)中混合2-4h，得到均勻性良好的混合原料；

(6)成型：

向均勻性良好混合原料中加入5-8wt％pvb，攪拌均勻后，100-110℃干燥處理1-2h，用粉末壓片機(jī)壓制成型形成預(yù)成體，再將預(yù)成體用冷等靜壓器處理1-2h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚；

(7)ar氣氛保護(hù)燒結(jié)：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚放置管式氣氛爐中，設(shè)置燒結(jié)溫度為1050-1150℃，ar氣氛下保護(hù)燒結(jié)，升溫速率3-4℃/min，到達(dá)預(yù)定燒結(jié)溫度后保溫2-3h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品；

(8)冷卻：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品自然冷卻至660-670℃，保溫1-3h，隨爐冷卻，待其冷卻至室溫，取出樣品，得到sic顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成品。

上述步驟(1)中，所述sic粉體粒徑分別為600目、300目、150目，按照質(zhì)量比為1：1-1.2：2-2.4配料。

上述步驟(2)中，水浴加熱30-40℃，攪拌2-4h。

上述步驟(3)中，得到sic粉體表面上涂覆的復(fù)合層為tio2溶膠與pvb的混合溶膠復(fù)合層。

上述步驟(4)中，熱處理工藝為：以4-5℃/min從室溫升溫到450-460℃，保溫1-2h，再以4-5℃/min升溫至800-850℃，保溫2-4h。

上述步驟(5)中，以na3alf6作為燒結(jié)助劑。添加的燒結(jié)助劑量為1wt％-5wt％。

本發(fā)明方法制備的sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料，其技術(shù)參數(shù)為：181.7-203.5mpa、致密率為91.0％-95.3％。

本發(fā)明方法制備的sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料，其在電子封裝、航空航天、化工或軍工領(lǐng)域中的應(yīng)用。

本發(fā)明的基本機(jī)理為：在燒結(jié)溫度為1050-1150℃，ar氣氛保護(hù)下，sic顆粒表面的tio2-c復(fù)合層與融熔al在界面處發(fā)生了有利于sic顆粒增強(qiáng)al基復(fù)合材料界面結(jié)合的反應(yīng)，4al(l)+3tio2(s)+3c(s)＝2al2o3(s)+3tic(s)，且反應(yīng)產(chǎn)物中的tic與熔融al的潤濕性良好，致使融熔a1與sic顆粒間的界面結(jié)合性能進(jìn)一步提高，材料的致密度增加。此外，原料中添加的適量的na3alf6破壞了al液表面的al2o3膜，促進(jìn)al的熔融；使得sic顆粒表面的tio2-c復(fù)合層即使被熔融al完全破壞，多余的熔融al與sic表面的sio2膜也會發(fā)生有利于界面結(jié)合的反應(yīng)，從而提高sic顆粒增強(qiáng)al基復(fù)合材料的力學(xué)性能，同時降低其孔隙率。最終制備出高強(qiáng)度、高致密度、高體積分?jǐn)?shù)的sic顆粒增強(qiáng)al基復(fù)合材料。

本發(fā)明與現(xiàn)有sic顆粒增強(qiáng)al基復(fù)合材料制備技術(shù)相比，具有以下的主要優(yōu)點(diǎn)：

1、制備工藝簡單，所制備的sic顆粒增強(qiáng)al基復(fù)合材料中sic顆粒的體積分?jǐn)?shù)較大、成分比例準(zhǔn)確、增強(qiáng)體在a1基中分布均勻、燒結(jié)溫度低、制作成本低廉。

2、采用表面改性的方式，在110-1200℃氧化后sic粉體的表面涂覆tio2-c復(fù)合層，有效的提高了sic顆粒與熔融金屬a1間的界面結(jié)合。

3、利用冰晶石(na3alf6)能夠破壞金屬al粉表面的al2o3膜的特點(diǎn)，通過控制加入原料中的na3alf6百分比含量達(dá)到控制sic顆粒與融熔a1間的界面結(jié)合進(jìn)程，避免不利的界面反應(yīng)出現(xiàn)，降低了傳統(tǒng)采用粉末冶金方法致密度不高的不足。

4、最終制備出抗彎強(qiáng)度為181.7-203.5mpa、致密率為91.0％-95.3％、體積分?jǐn)?shù)為56.5％的sic顆粒增強(qiáng)al基復(fù)合材料。

國內(nèi)外大量的研究基本集中在低中體積分?jǐn)?shù)的sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料的研制開發(fā)，且部分技術(shù)多趨于成熟,而在高體積分?jǐn)?shù)的sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料的研究上進(jìn)展緩慢。與低中體積分?jǐn)?shù)的sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料相比較，高體積分?jǐn)?shù)的sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料(≥50vol％)原材料具有的優(yōu)勢有：原料成本低，可近凈成形復(fù)雜形狀的構(gòu)件，可以滿足先進(jìn)電子構(gòu)件的輕量化、低成本化、高功率密度、高可靠性和長壽命設(shè)計要求，使得微波集成電路、大功率模塊、微處理器蓋板和高亮度發(fā)光二極管(led)等在電子封裝、航空航天、軍工等領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用。

附圖說明

圖1是本發(fā)明材料中添加1wt％na3alf6的sic顆粒增強(qiáng)al基復(fù)合材料樣品xrd圖譜。

圖2是本發(fā)明材料中添加1wt％na3alf6的sic顆粒增強(qiáng)al基復(fù)合材料樣品sem圖譜。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合實(shí)施例及附圖對本發(fā)明作進(jìn)一步說明，但不限定本發(fā)明。

實(shí)施例1：

1、sic粉體的氧化處理：

將sic粉體(粒徑分別為600目、300目、150目，按照質(zhì)量比1：1：2配料)放置高溫電爐中，1100℃下氧化處理2h，使其表面形成一層致密的sio2層。

2、tio2溶膠的制備：

將水和酒精按照質(zhì)量比1:9配置成混合溶液，其中水的質(zhì)量為5g，加入冰醋酸(ch3cooh)調(diào)節(jié)ph值至2，在其中取12g混合溶液，將鈦酸丁酯(c16h36o4ti)和混合溶液按照質(zhì)量比6:1混合，水浴加熱(30℃)并攪拌2h后，得到透明穩(wěn)定的tio2溶膠。

3、sic粉體表面涂覆：將tio2溶膠與pvb的混合溶膠按照加入sic粉體質(zhì)量的10％加入到氧化處理后的sic粉體中，用knm型快速研磨機(jī)混料2h。

4、還原氣氛下高溫煅燒：將經(jīng)過上述處理后的sic粉體置于還原氣氛下進(jìn)行熱處理(以5℃/min從室溫升溫到450℃，保溫1h，再以5℃/min升溫至800℃，保溫2h)，得到形貌致密的tio2-c復(fù)合層。

5、混料：設(shè)置氧化處理后的sic占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為50％，金屬al粉占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為49％，na3alf6的添加量為混合原料的1wt％，將混合原料放置knm型快速研磨機(jī)中混合2h，得到均勻性良好的混合原料。

6、成型：向均勻性良好混合原料中加入5wt％pvb，攪拌均勻后，100℃干燥處理1h，用粉末壓片機(jī)壓制成型形成預(yù)成體，再將預(yù)成體用冷等靜壓器處理1h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚。

7、ar氣氛保護(hù)燒結(jié)：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚放置管式氣氛爐中，設(shè)置燒結(jié)溫度為1050℃，ar氣氛下保護(hù)燒結(jié)，升溫速率3℃/min，到達(dá)預(yù)定溫度后保溫2h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品。

8、冷卻：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品自然冷卻至660℃，保溫1h，隨爐冷卻，待其冷卻至室溫，取出樣品，得到sic顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成品。

9、實(shí)驗(yàn)測試：

所得到的sic顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成品的抗彎強(qiáng)度為181.7mpa、致密率為91.0％。

實(shí)施例2：

1、sic粉體的氧化處理：

將sic粉體(粒徑分別為600目、300目、150目，按照質(zhì)量比1：1.2：2.4配料)放置高溫電爐中，1200℃下氧化處理3h，使其表面形成一層致密的sio2層。

2、tio2溶膠的制備：

將水和酒精按照質(zhì)量比1:11配置成混合溶液，其中水的質(zhì)量為8g，加入冰醋酸(ch3cooh)調(diào)節(jié)ph值至4，在其中取12g混合溶液，將鈦酸丁酯(c16h36o4ti)和混合溶液按照質(zhì)量比9:1混合，水浴加熱(40℃)并攪拌4h后，得到透明穩(wěn)定的tio2溶膠。

3、sic粉體表面涂覆：將tio2溶膠與pvb的混合溶膠按照加入sic粉體質(zhì)量的15％加入到氧化處理后的sic粉體中，用knm型快速研磨機(jī)混料4h。

4、還原氣氛下高溫煅燒：將經(jīng)過上述處理后的sic粉體置于還原氣氛下進(jìn)行熱處理(以5℃/min從室溫升溫到460℃，保溫2h，再以5℃/min升溫至850℃，保溫4h)，得到形貌致密的tio2-c復(fù)合層。

5、混料：設(shè)置氧化處理后的sic占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為65％，金屬al粉占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為30％，na3alf6的添加量為混合原料的5wt％，將混合原料放置knm型快速研磨機(jī)中混合2-4h，得到均勻性良好的混合原料。

6、成型：向均勻性良好混合原料中加入8wt％pvb，攪拌均勻后，110℃干燥處理2h，用粉末壓片機(jī)壓制成型形成預(yù)成體，再將預(yù)成體用冷等靜壓器處理2h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚。

7、ar氣氛保護(hù)燒結(jié)：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚放置管式氣氛爐中，設(shè)置燒結(jié)溫度為1150℃，ar氣氛下保護(hù)燒結(jié)，升溫速率4℃/min，到達(dá)預(yù)定溫度后保溫3h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品。

8、冷卻：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品自然冷卻至670℃，保溫3h，隨爐冷卻，待其冷卻至室溫，取出樣品，得到sic顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成品。

9、實(shí)驗(yàn)測試：

所得到的sic顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成品的抗彎強(qiáng)度為203.5mpa、致密率為95.3％。

實(shí)施例3：

1、sic粉體的氧化處理：

將sic粉體(粒徑分別為600目、300目、150目，按照質(zhì)量比1：1.1：2配料)放置高溫電爐中，1200℃下氧化處理2h，使其表面形成一層致密的sio2層。

2、tio2溶膠的制備：

將水和酒精按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)1:10配置成混合溶液，其中水的質(zhì)量為8g，加入冰醋酸(ch3cooh)調(diào)節(jié)ph值至4，在其中取12g混合溶液，將鈦酸丁酯(c16h36o4ti)和混合溶液按照7:1混合，水浴加熱(40℃)并攪拌2h后，得到透明穩(wěn)定的tio2溶膠。

3、sic粉體表面涂覆：將tio2溶膠與pvb的混合溶膠按照加入sic粉體質(zhì)量的12％加入到氧化處理后的sic粉體中，用knm型快速研磨機(jī)混料3h。

4、還原氣氛下高溫煅燒：將經(jīng)過上述處理后的sic粉體置于還原氣氛下進(jìn)行熱處理(以5℃/min從室溫升溫到450℃，保溫2h，再以5℃/min升溫至800℃，保溫2h)，得到形貌致密的tio2-c復(fù)合層。

5、混料：設(shè)置氧化處理后的sic占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為55％，金屬al粉占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為40％，na3alf6的添加量為混合原料的5wt％，將混合原料放置knm型快速研磨機(jī)中混合2h，得到均勻性良好的混合原料。

6、成型：向均勻性良好混合原料中加入5wt％pvb，攪拌均勻后，100℃干燥處理2h，用粉末壓片機(jī)壓制成型形成預(yù)成體，再將預(yù)成體用冷等靜壓器處理2h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚。

7、ar氣氛保護(hù)燒結(jié)：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚放置管式氣氛爐中，設(shè)置燒結(jié)溫度為1150℃，ar氣氛下保護(hù)燒結(jié)，升溫速率4℃/min，到達(dá)預(yù)定溫度后保溫2h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品。

8、冷卻：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品自然冷卻至670℃，保溫1，隨爐冷卻，待其冷卻至室溫，取出樣品，得到sic顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成品。

9、實(shí)驗(yàn)測試：

所得到的sic顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成品的抗彎強(qiáng)度為192.4mpa、致密率為92.3％。

實(shí)施例4：

1、sic粉體的氧化處理：

將sic粉體(粒徑分別為600目、300目、150目，按照質(zhì)量比1：1：2.4配料)放置高溫電爐中，1150℃下氧化處理2h，使其表面形成一層致密的sio2層。

2、tio2溶膠的制備：

將水和酒精按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)1:9配置成混合溶液，其中水的質(zhì)量為8g，加入冰醋酸(ch3cooh)調(diào)節(jié)ph值至3，在其中取12g混合溶液，將鈦酸丁酯(c16h36o4ti)和混合溶液按照7:1混合，水浴加熱(30℃)并攪拌4h后，得到透明穩(wěn)定的tio2溶膠。

3、sic粉體表面涂覆：將tio2溶膠與pvb的混合溶膠按照加入sic粉體質(zhì)量的11％加入到氧化處理后的sic粉體中，用knm型快速研磨機(jī)混料3h。

4、還原氣氛下高溫煅燒：將經(jīng)過上述處理后的sic粉體置于還原氣氛下進(jìn)行熱處理(以5℃/min從室溫升溫到460℃，保溫2h，再以5℃/min升溫至800℃，保溫3h)，得到形貌致密的tio2-c復(fù)合層。

5、混料：設(shè)置氧化處理后的sic占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為60％，金屬al粉占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為38％，na3alf6的添加量為混合原料的2wt％，將混合原料放置knm型快速研磨機(jī)中混合4h，得到均勻性良好的混合原料。

6、成型：向均勻性良好混合原料中加入7wt％pvb，攪拌均勻后，108℃干燥處理1h，用粉末壓片機(jī)壓制成型形成預(yù)成體，再將預(yù)成體用冷等靜壓器處理1-2h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚。

7、ar氣氛保護(hù)燒結(jié)：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚放置管式氣氛爐中，設(shè)置燒結(jié)溫度為1050℃，ar氣氛下保護(hù)燒結(jié)，升溫速率3℃/min，到達(dá)預(yù)定溫度后保溫3h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品。

8、冷卻：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品自然冷卻至660℃，保溫2h，隨爐冷卻，待其冷卻至室溫，取出樣品，得到sic顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成品。

9、實(shí)驗(yàn)測試：

所得到的sic顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成品的抗彎強(qiáng)度為193.6mpa、致密率為94.2％。

實(shí)施例5：

1、sic粉體的氧化處理：

將sic粉體(粒徑分別為600目、300目、150目，按照質(zhì)量比1：1.2：2.2配料)放置高溫電爐中，1100℃下氧化處理3h，使其表面形成一層致密的sio2層。

2、tio2溶膠的制備：

將水和酒精按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)1:9-11配置成混合溶液，其中水的質(zhì)量為8g，加入冰醋酸(ch3cooh)調(diào)節(jié)ph值至2，在其中取12g混合溶液，將鈦酸丁酯(c16h36o4ti)和混合溶液按照8:1混合，水浴加熱(40℃)并攪拌2h后，得到透明穩(wěn)定的tio2溶膠。

3、sic粉體表面涂覆：將tio2溶膠與pvb的混合溶膠按照加入sic粉體質(zhì)量的13％加入到氧化處理后的sic粉體中，用knm型快速研磨機(jī)混料4h。

4、還原氣氛下高溫煅燒：將經(jīng)過上述處理后的sic粉體置于還原氣氛下進(jìn)行熱處理(以4℃/min從室溫升溫到450℃，保溫2h，再以4℃/min升溫至850℃，保溫3h)，得到形貌致密的tio2-c復(fù)合層。

5、混料：設(shè)置氧化處理后的sic占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為57％，金屬al粉占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為39％，na3alf6的添加量為混合原料的4wt％，將混合原料放置knm型快速研磨機(jī)中混合3h，得到均勻性良好的混合原料。

6、成型：向均勻性良好混合原料中加入6wt％pvb，攪拌均勻后，100℃干燥處理2h，用粉末壓片機(jī)壓制成型形成預(yù)成體，再將預(yù)成體用冷等靜壓器處理2h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚。

7、ar氣氛保護(hù)燒結(jié)：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚放置管式氣氛爐中，設(shè)置燒結(jié)溫度為1050-1150℃，ar氣氛下保護(hù)燒結(jié)，升溫速率3℃/min，到達(dá)預(yù)定溫度后保溫3h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品。

8、冷卻：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品自然冷卻至670℃，保溫3h，隨爐冷卻，待其冷卻至室溫，取出樣品，得到sic顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成品。

9、實(shí)驗(yàn)測試：

所得到的sic顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成品的抗彎強(qiáng)度為192.6mpa、致密率為92.6％。

實(shí)施例6：

1、sic粉體的氧化處理：

將sic粉體(粒徑分別為600目、300目、150目，按照質(zhì)量比1：1.2：2.4配料)放置高溫電爐中，1150℃下氧化處理2h，使其表面形成一層致密的sio2層。

2、tio2溶膠的制備：

將水和酒精按照質(zhì)量分?jǐn)?shù)1:11配置成混合溶液，其中水的質(zhì)量為8g，加入冰醋酸(ch3cooh)調(diào)節(jié)ph值至4，在其中取12g混合溶液，將鈦酸丁酯(c16h36o4ti)和混合溶液按照8:1混合，水浴加熱(40℃)并攪拌3h后，得到透明穩(wěn)定的tio2溶膠。

3、sic粉體表面涂覆：將tio2溶膠與pvb的混合溶膠按照加入sic粉體質(zhì)量的14％加入到氧化處理后的sic粉體中，用knm型快速研磨機(jī)混料2h。

4、還原氣氛下高溫煅燒：將經(jīng)過上述處理后的sic粉體置于還原氣氛下進(jìn)行熱處理(以5℃/min從室溫升溫到450℃，保溫2h，再以4℃/min升溫至850℃，保溫3h)，得到形貌致密的tio2-c復(fù)合層。

5、混料：設(shè)置氧化處理后的sic占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為53％，金屬al粉占混合原料的體積分?jǐn)?shù)為42％，na3alf6的添加量為混合原料的4wt％，將混合原料放置knm型快速研磨機(jī)中混合4h，得到均勻性良好的混合原料。

6、成型：向均勻性良好混合原料中加入6wt％pvb，攪拌均勻后，110℃干燥處理1h，用粉末壓片機(jī)壓制成型形成預(yù)成體，再將預(yù)成體用冷等靜壓器處理1h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚。

7、ar氣氛保護(hù)燒結(jié)：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料生胚放置管式氣氛爐中，設(shè)置燒結(jié)溫度為1000℃，ar氣氛下保護(hù)燒結(jié)，升溫速率4℃/min，到達(dá)預(yù)定溫度后保溫2h，得到sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品。

8、冷卻：

將sic增強(qiáng)al基復(fù)合材料預(yù)成品自然冷卻至670℃，保溫2h，隨爐冷卻，待其冷卻至室溫，取出樣品，得到sic顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成品。

9、實(shí)驗(yàn)測試：

所得到的sic顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料成品的抗彎強(qiáng)度為198.9mpa、致密率為94.6％。