顆粒增強(qiáng)Ni-P復(fù)合材料的方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及金屬基陶瓷復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制備具有層狀互聯(lián)結(jié)構(gòu)的A1203顆粒增強(qiáng)N1-ρ復(fù)合材料的方法。
【背景技術(shù)】
[0002]顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料具有金屬與非金屬的綜合性能，其具有優(yōu)良的強(qiáng)韌性、耐磨性、耐熱性、導(dǎo)電導(dǎo)熱性及耐候性能等，且比強(qiáng)度、比模量及耐熱性超過基體金屬，能夠滿足輕質(zhì)、高強(qiáng)、耐磨等特殊使用要求。技術(shù)上，目前已發(fā)展的鋁基、鎂基、鈦基、銅基、鎳基等顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的制備方法有:粉末冶金法、疊層復(fù)合法、多層噴射沉積法、攪拌鑄造法、擠壓鑄造法、原位合成法、多孔陶瓷骨架熔滲法等。國內(nèi)外對于顆粒增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的研究熱點主要集中在新合金的研制、制備方法的改進(jìn)、致密方法的優(yōu)化、復(fù)合結(jié)構(gòu)設(shè)計等。本發(fā)明提供一種制備A1203顆粒增強(qiáng)N1-P復(fù)合材料的新方法，獲得具有三維網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)復(fù)合結(jié)構(gòu)的Al203/N1-P復(fù)合材料。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明的目的是:提供一種制備A1203顆粒增強(qiáng)N1-P復(fù)合材料的新方法，獲得具有三維網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)復(fù)合結(jié)構(gòu)的Al203/N1-P復(fù)合材料，降低材料制備成本并利用復(fù)合結(jié)構(gòu)特點提升材料的性能和可靠性。本發(fā)明的技術(shù)設(shè)想原理是:利用冰模板復(fù)制層狀互聯(lián)結(jié)構(gòu)的A1203陶瓷預(yù)制體，將預(yù)制體在合適的溫度下燒結(jié)使其具有一定的強(qiáng)度，然后，利用化學(xué)鍍方法對A1203多孔陶瓷預(yù)制體施鍍N1-P合金，獲得具有三維網(wǎng)絡(luò)互聯(lián)復(fù)合結(jié)構(gòu)的Al203/N1-P復(fù)合材料?；谏鲜鲈恚瑢崿F(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是:
(a)將納米A1203按設(shè)計體積比與水混合，并加入適量分散劑和冷凍調(diào)節(jié)劑，球磨12小時獲得用于冷凍鑄造的漿料，漿料中A1203的體積百分含量為5% — 30% ；
(b)將漿料真空除氣泡后灌入聚四氟乙烯管狀模具，管狀模具底部采用導(dǎo)熱率高的銅合金或鈹鋁合金底座；
(c)對漿料實施冷凍，獲得冷凍體，漿料的冷凍溫度范圍為_5°C—-196°C；
(d)利用干燥機(jī)冷凍體進(jìn)行干燥，獲得多孔層狀互聯(lián)預(yù)制體；
(e)將預(yù)制體在電阻爐中燒結(jié)1小時，預(yù)制體的燒結(jié)溫度為1000°C— 1600°C ；
(f)將預(yù)制體預(yù)制體活化，并置入配置好的堿性化學(xué)鍍液中施鍍N1-P合金，施鍍溫度為 70°C—90°C ；
本發(fā)明的主要創(chuàng)造性在于:充分利用冷凍鑄造法與化學(xué)施鍍方法低溫制備的特點，獲得具有層狀互聯(lián)結(jié)構(gòu)的A1203顆粒增強(qiáng)N1-P復(fù)合材料，同時由于該方法在具體實施過程中可以通過模具設(shè)計、冷凍速率的調(diào)整等實現(xiàn)結(jié)構(gòu)調(diào)控，因而，易于實現(xiàn)可調(diào)控的三維網(wǎng)絡(luò)金屬/陶瓷復(fù)合結(jié)構(gòu)。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明的主要優(yōu)點如下:
使用該方法制備A1203顆粒增強(qiáng)N1-P合金的層狀互聯(lián)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料具有設(shè)備要求簡單、制備溫度低、復(fù)合結(jié)構(gòu)可調(diào)控等多方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，從制備方法上降低了制備成本。
【具體實施方式】
[0004]實施實例1:
(a)將粒度為50-150nm的A1203粉末按體積比為10%與純水混合，并加入少量的甘油與聚丙烯酸，球磨12小時；
(b)將球磨后的漿料置入真空烘箱除氣泡15分鐘后灌入聚四氟乙烯管狀模具，管狀模具底部用銅合金底座；
(c)用液氮對漿料實施冷凍15分鐘；
(d)將冷凍體置入干燥機(jī)干燥36小時，干燥機(jī)溫度設(shè)為-70°C，真空度為10Pa；
(e)將干燥后的預(yù)制體在電阻爐中燒結(jié)1小時，燒結(jié)溫度為1200°C；
(f)將預(yù)制體浸入磺基水楊酸(25g/l)+氟化氫氨(30g/l)活化溶液中活化5分鐘，然后放入配置好的堿性化學(xué)鍛液中施鍛，施鍛溫度為90°C ；
經(jīng)過掃描電鏡形貌觀察和能譜分析表明:A1203顆粒增強(qiáng)N1-P合金復(fù)合材料呈層狀互聯(lián)復(fù)合結(jié)構(gòu)，N1-P合金填滿氧化鋁預(yù)制體骨架的層間隙和顆粒間隙。
[0005]實施實例2:
(a)將粒度為50-150nm的A1203粉末按體積比為20%與純水混合，并加入少量的甘油與聚丙烯酸，球磨12小時；
(b)將球磨后的漿料置入真空烘箱除氣泡15分鐘后灌入聚四氟乙烯管狀模具，管狀模具底部用銅合金底座；
(c)用冷凍機(jī)對漿料實施冷凍24小時；
(d)將冷凍體置入干燥機(jī)干燥36小時，干燥機(jī)溫度設(shè)為-10°C，真空度為lOPa；
(e)將干燥后的預(yù)制體在電阻爐中燒結(jié)1小時，燒結(jié)溫度為1200°C；
(f)將預(yù)制體浸入磺基水楊酸(25g/l)+氟化氫氨(30g/l)活化溶液中活化5分鐘，然后放入配置好的堿性化學(xué)鍛液中施鍛，施鍛溫度為80°C ；
經(jīng)過掃描電鏡形貌觀察和能譜分析表明:A1203顆粒增強(qiáng)N1-P合金復(fù)合材料呈層狀互聯(lián)復(fù)合結(jié)構(gòu)，N1-P合金填滿氧化鋁預(yù)制體骨架的層間隙和顆粒間隙。
【主權(quán)項】
1.一種制備A1203顆粒增強(qiáng)N1-p復(fù)合材料的方法，其特征在于利用冷凍鑄造法制備具有網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu)的A1203顆粒增強(qiáng)體，并結(jié)合化學(xué)鍍方法制備A1203顆粒增強(qiáng)N1-p復(fù)合材料。2.如權(quán)利要求1所述的一種制備A1203顆粒增強(qiáng)N1-P復(fù)合材料的方法，其特征在于用于冷凍鑄造的漿料中A1203的體積百分含量為5% — 30%。3.如權(quán)利要求1所述的一種制備A1203顆粒增強(qiáng)N1-P復(fù)合材料的方法，其特征在于漿料的冷凍溫度范圍為_5°C—-196°C。4.如權(quán)利要求1所述的一種制備A1203顆粒增強(qiáng)N1-P復(fù)合材料的方法，其特征在于預(yù)制體的燒結(jié)溫度為1000°C — 1600°C。5.如權(quán)利要求1所述的一種制備A1203顆粒增強(qiáng)N1-P復(fù)合材料的方法，其特征在于預(yù)制體活化后在堿性鍍液中施鍍N1-P合金制備A1203顆粒增強(qiáng)N1-P復(fù)合材料。
【專利摘要】本發(fā)明提供一種制備Al2O3顆粒增強(qiáng)Ni-P復(fù)合材料的方法。主要是通過制備具有網(wǎng)絡(luò)互連結(jié)構(gòu)的Al2O3顆粒增強(qiáng)體，并結(jié)合自催化的氧化還原反應(yīng)在低溫條件下制備Al2O3顆粒增強(qiáng)Ni-P復(fù)合材料，從而獲得具有層狀互聯(lián)結(jié)構(gòu)的Al2O3顆粒增強(qiáng)Ni-P復(fù)合材料，充分體現(xiàn)增強(qiáng)體和基體具有層狀互聯(lián)的結(jié)構(gòu)特性。本發(fā)明提供一種制備Al2O3顆粒增強(qiáng)Ni-P合金復(fù)合材料的新方法，使用該方法制備Al2O3顆粒增強(qiáng)Ni-P合金的層狀互聯(lián)結(jié)構(gòu)復(fù)合材料具有設(shè)備要求簡單、制備溫度低、可以實現(xiàn)近凈尺寸制品等多方面的技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，從制備方法上降低了制備成本。
【IPC分類】C22C19/03, C22C1/08
【公開號】CN105274378
【申請?zhí)枴緾N201410317133
【發(fā)明人】陳煥銘, 汪燕青, 潘鳳春, 馬治, 林雪玲, 高華
【申請人】陳煥銘, 汪燕青, 潘鳳春, 馬治, 林雪玲, 高華
【公開日】2016年1月27日
【申請日】2014年7月7日