本技术涉及一种TiB2/TiC强化高硅耐热铝基复合材料及其制备技术,属于金属基复合材料技术领域。该发明采用铝粉、钛粉等原料,通过特定工艺制备出具有优异耐热性能的复合材料。
背景技术
深空探测器、先进战机和高超声速飞行器等航空航天装备当前正朝着长航时、高承载和高机动等方向发展,对轻质高强材料提出了迫切需求。复合材料是指由金属、高分子、无机非等几类材料以不同方式复合而得的新型材料,各组分之间相互补充又关联协同,具有单一材料无可比拟的优势。将优异力学性能的先进复合材料应用于航空航天领域,可以实现装备大幅度减重,增加有效载荷、降低能耗。
颗粒增强金属基复合材料是21世纪最具有发展前途的先进材料之一,该种复合材料具有高比强度、高比刚度、高比模量、以及良好的高温性能,并且颗粒增强金属基复合材料耐磨、耐疲劳、热膨胀系数低、导热性能良好。颗粒增强铝基复合材料因生产流程简单、成本低、材料各向同性,能通过改变增强颗粒尺寸、体积分数和热处理工艺等进而调整复合材料的性能受到极大重视,航空航天材料领域内有广阔应用前景。
近年来制备微-纳米陶瓷-金属基复合材料的方法越来越多,但大多数都为单相或双相陶瓷颗粒增强,且陶瓷颗粒在铝基体中的均匀分散较困难。中国专利申请CN116607041A提供了一种原位双相纳米颗粒增强铝基复合材料及其制备方法,其通过熔盐法生成了原位(ZrB2
+Al2
O3
)颗粒,使用氩气将反应盐加入熔体中,实验过程较为复杂,且对环境危害较大。中国专利CN116144997B提供了一种高性能铝基复合材料及其制备方法,其将TiO2
纳米颗粒加入基体铝合金制备的半固态浆料中,并对复合材料进行热锻+冷锻,该法过程十分繁琐,且外加颗粒与基体之间的界面结合问题比较突出。中国专利CN115418520A提供了一种原位Al2
O3
颗粒增强铝基复合材料的制备方法,其通过将原料进行混合后加入涡旋金属液中,取其半固态浆料进行往复冲击,该法无法分散纳米级的颗粒团聚,且方法比较危险,不易操作。
针对之前大多数陶瓷颗粒增强铝基复合材料发明均存在过程繁琐耗时、陶瓷颗粒与金属基界面结合弱、反应速率低、颗粒团聚不分散等问题,现亟需探索一种能够提高金属基复合材料的力学性能,且操作简单,可大批量规模生产的金属基复合材料制备方法。
实现思路