一种铝镁硼‑氧化钇复合材料及其制备方法技术

本申请属于材料制备工艺技术领域，具体涉及一种铝镁硼‑氧化钇复合材料的制备方法。本发明专利技术所提供的一种铝镁硼‑氧化钇复合材料包括：1％～10％的氧化钇和余量的铝镁硼，可通过将AlMgB

A kind of Al-Mg-B yttrium oxide composite material and preparation method thereof

This application process belongs to the technical field of material preparation, in particular to a method for preparing aluminum magnesium boron yttrium oxide composite material. Including a Al-Mg-B yttrium oxide composite material provided by the invention: 1% ~ 10% of the surplus yttrium oxide and Aluminum Magnesium Boron by AlMgB

【技术实现步骤摘要】
一种铝镁硼-氧化钇复合材料及其制备方法
本专利技术属于材料制备工艺
，具体涉及一种铝镁硼-氧化钇复合材料及其制备方法。
技术介绍
美国能源部Ames实验室的BruceCook在1999年合成铝镁硼(AlMgB14)，该材料被发现具有极高的硬度(32-35GPa)、低密度2.66g/cm3、良好的耐磨性、摩擦系数低、导电性以及抗高温氧化等优异的性能。自首次合成铝镁硼以来，出现了多种合成方法，该合成方法也都较成熟，然而铝镁硼材料仍然没有被广泛应用于实际生活中，主要原因在于纯铝镁硼的硬度和断裂韧性及其不稳定。因此，迫切需要改善AlMgB14材料的硬度和断裂韧性。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种铝镁硼-氧化钇复合材料及其制备方法，用于克服铝镁硼材料硬度低和断裂韧性弱的技术问题。本专利技术的具体技术方案如下：本专利技术提供了一种铝镁硼-氧化钇复合材料，按重量百分比计，包括：1％～10％的氧化钇，余量为铝镁硼。本专利技术还提供了上述铝镁硼-氧化钇复合材料的制备方法，包括以下步骤：将铝镁硼粉末和氧化钇粉末混合均匀，得到混合粉末；将所述混合粉末进行烧结，得到所述铝镁硼-氧化钇复合超硬材料。优选的，所述铝镁硼粉末的粒径为1-10μm。优选的，所述氧化钇粉末的粒径为0.01-3μm。优选的，所述烧结为热压烧结、放电等离子烧结、电磁溅射或电场激活辅助压力烧结。优选的，所述烧结的温度为1300-1600℃。优选的，所述烧结的压力为30-80MPa。优选的，所述烧结的时间为5-30min。优选的，所述烧结在真空热压炉中进行；所述真空热压炉的炉腔内真空度小于5Pa。优选的，所述混合在球磨罐中进行。本专利技术所提供的一种铝镁硼-氧化钇复合材料包括：1％～10％的氧化钇(Y2O3)粉末和余量的铝镁硼粉末，可通过将AlMgB14和Y2O3按比例混合组成复合原料并进行热压烧结得到，所述复合材料硬度高、强度好、断裂韧性强和致密性优良。本专利技术方法制备工艺简单、高产低耗、清洁环保、生产成本低，适合批量生产，在金属切削加工刀具、耐磨减磨零部件的生产领域有着广泛的应用前景。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。图1为AlMgB14-3％Y2O3复合超硬材料表面放大5000倍数的SEM图；图2为AlMgB14-3％Y2O3复合超硬材料断面放大5000倍数的SEM图；图3为AlMgB14-6％Y2O3复合超硬材料表面放大5000倍数的SEM图；图4为AlMgB14-6％Y2O3复合超硬材料断面放大5000倍数的SEM图。具体实施方式为了克服现有铝镁硼材料硬度低和断裂韧性弱的技术问题，本专利技术提供了一种铝镁硼-氧化钇复合材料。按重量百分比计，本专利技术所提供的铝镁硼-氧化钇复合材料包括：1％～10％的氧化钇，余量为铝镁硼。本专利技术对铝镁硼和氧化钇的来源不作特殊限定，采用本领域技术人员所熟知的即可，如市售，或者采用本领域技术人员熟知的常规技术制备得到。在本专利技术中，所述铝镁硼的分子式表示为AlMgB14，所述氧化钇的分子式表示为Y2O3。为了提高铝镁硼-氧化钇复合材料的力学性能，本专利技术优化了所述铝镁硼-氧化钇复合材料的制备工艺，具体优选为以下步骤：将铝镁硼粉末和氧化钇粉末混合均匀，过筛得到混合粉末；将所述混合粉末进行烧结，得到所述铝镁硼-氧化钇复合超硬材料。进一步的，所述铝镁硼粉末的粒径为1-10μm。进一步的，所述氧化钇粉末的粒径为0.01-3μm。进一步的，所述烧结为热压烧结、放电等离子烧结、电磁溅射或电场激活辅助压力烧结。进一步的，所述烧结的温度为1300-1600℃。进一步的，所述烧结的压力为30-80MPa。进一步的，所述烧结的时间为5-30min。进一步的，所述烧结在真空热压炉中进行；所述真空热压炉的炉腔内真空度小于5Pa。进一步的，所述混合在球磨罐中进行。下面将结合本专利技术具体实施例对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例只是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。本领域技术人员应当理解，对本专利技术的具体实施例进行修改或者对部分技术特征进行同等替换，而不脱离本专利技术技术方案的精神，均应涵盖在本专利技术保护的范围中。实施例1一种铝镁硼-氧化钇复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)首先将纯度均为99.99％的Al粉、Mg粉和B粉，在有氩气保护的手套箱中按照摩尔比为1:1:14的比例配粉，并且额外的补偿6％的Al粉，然后放入球磨罐中密封好且球料比为14：1。利用全方位行星式球磨机，在转速为250r/min下球磨12h，将粉体机械合金化。后将粉体在氩气保护的手套箱中取出，放入氧化铝坩埚中，并用铌箔片覆盖好在其表面加适量氮化硼粉末密封好。然后放入真空气氛炉中，在氩气保护，温度为1500℃、保温1h条件下，制备出纯度为95.4％，粒径为1-10μm的AlMgB14粉末。(2)步骤(1)中得到的AlMgB14粉末和粒度为3μm、纯度为99.99％的氧化钇(Y2O3)混合，得到混合粉末，其中混合粉末中氧化钇的含量为1％。将该混合粉末放入硬质合金球磨罐中混合均匀，采用250目筛网筛分，得到混合粉末。(3)将步骤(2)得到的混合粉末装入石墨磨具中，然后将石墨模具置于真空度小于5Pa的真空热压炉中进行热压烧结，获得致密的铝镁硼-氧化钇复合超硬材料；其中，烧结温度为1300℃，压力为30MPa，烧结时间持续30min。实施例2一种铝镁硼-氧化钇复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)首先将纯度均为99.99％的Al粉、Mg粉和B粉，在有氩气保护的手套箱中按照摩尔比为1:1:14的比例配粉，并且额外的补偿6％的Al粉，然后放入球磨罐中密封好且球料比为14：1。利用全方位行星式球磨机，在转速为250r/min下球磨12h，将粉体机械合金化。后将粉体在氩气保护的手套箱中取出，放入氧化铝坩埚中，并用铌箔片覆盖好在其表面加适量氮化硼粉末密封好。然后放入真空气氛炉中，在氩气保护，温度为1500℃、保温1h条件下，制备出纯度为95.4％，粒径为1-10μm的AlMgB14粉末。(2)步骤(1)中得到的AlMgB14粉末和粒度为50nm、纯度为99.99％的氧化钇(Y2O3)混合，得到混合粉末，其中混合粉末中氧化钇的含量为3％。将该混合粉末放入硬质合金球磨罐中混合均匀，采用250目筛网筛分，得到混合粉末。(3)将步骤(2)得到的混合粉末装入石墨磨具中，然后将石墨模具置于真空度小于5Pa的真空热压炉中进行热压烧结，获得致密的铝镁硼-氧化钇复合超硬材料；其中，烧结温度为1450℃，压力为50MPa，烧结时间持续5min。实施例3一种铝镁硼-氧化钇复合材料的制备方法，包括如下步骤：(1)首先将纯度均为99.99％的Al粉、Mg粉和B粉，在有氩气保护的手套箱中按照摩尔比为1:1:14的比例配粉，并且额外的补偿6％的Al粉，然后放入球磨罐中密封好且球料比为14：1。利用全方位行星式球磨机，在转速为250r/min下球磨12h，将粉体机械合金化。后将粉体在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种铝镁硼‑氧化钇复合材料，其特征在于，按重量百分比计，包括：1％～10％的氧化钇，余量为铝镁硼。

【技术特征摘要】
1.一种铝镁硼-氧化钇复合材料，其特征在于，按重量百分比计，包括：1％～10％的氧化钇，余量为铝镁硼。2.如权利要求1所述的铝镁硼-氧化钇复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将铝镁硼粉末和氧化钇粉末混合均匀，得到混合粉末；将所述混合粉末进行烧结，得到所述铝镁硼-氧化钇复合材料。3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述铝镁硼粉末的粒径为1-10μm。4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述氧化钇粉末的粒径为0.01-3μm。5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在...

【专利技术属性】
技术研发人员：张凤林，张腾，徐康，伍尚华，周玉梅，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东,44