一种纳米ZrB2颗粒增强铝基复合材料的原位制备方法技术

本发明专利技术涉及复合材料技术领域，具体是一种纳米ZrB2颗粒增强铝基复合材料的原位制备方法。其特征在于：采用低成本、无污染的Na2B4O7作为B元素供体代替KBF4，利用熔体搅拌和超声化学混合作用控制原位合成颗粒尺寸，制备出纳米级的ZrB2颗粒增强铝基复合材料。该制备方法具有工艺简单，成本低廉的特点，且采用Na2B4O7作为B元素供体代替了传统的KBF4，可有效减少氟盐的用量、降低环境污染，提高B元素收得率，本发明专利技术有助于推动铝基纳米复合材料的规模化应用。

【技术实现步骤摘要】

   本专利技术涉及铝基纳米复合材料制备
，具体是一种纳米ZrB2颗粒增强铝基复合材料的原位制备方法。
技术介绍
   具有纳米尺度的颗粒增强铝基复合材料是相对于传统的微米颗粒增强铝基复合材料更具竞争力的新型复合材料，受到科学和工程领域研究者的广泛关注；当复合材料中的增强颗粒尺寸由微米级减小到纳米级时，单位体积内纳米颗粒的比表面积是微米颗粒的比表面积的数百倍之多，这将极大的提高复合材料内部的界面，大量的活性界面导致纳米颗粒与基体产生强烈的交互作用；这种强烈的交互作用使得纳米颗粒增强金属基复合材料的比强度，比模量，耐磨损性及高温抗蠕变性能等较常规金属材料和传统微米颗粒增强体金属基复合材料有了显著提高，从而达到减重和提高服役安全性的双重目的，是理想的轻质结构材料，在航空、航天、电子、汽车等领域具有广阔的应用前景。   ZrB2 相对于TiC、SiC、A12O3等常见的铝基复合材料增强体，具有高熔点、高硬度和高模量、耐腐蚀、耐磨等优点，使ZrB2 颗粒增强铝基复合材料受到广泛的关注；其中原位颗粒增强铝基复合材料，由于其增强体与基体良好的界面结合和高温本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种纳米ZrB2颗粒增强铝基复合材料的原位制备方法，其特征在于：采用低成本、无污染的Na2B4O7作为B元素供体代替KBF4，利用熔体搅拌和超声化学混合作用控制原位合成颗粒尺寸，制备出纳米级的ZrB2颗粒增强铝基复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种纳米ZrB2颗粒增强铝基复合材料的原位制备方法，其特征在于：采用低成本、无污染的Na2B4O7作为B元素供体代替KBF4，利用熔体搅拌和超声化学混合作用控制原位合成颗粒尺寸，制备出纳米级的ZrB2颗粒增强铝基复合材料。
2.如权利要求1所述的一种纳米ZrB2颗粒增强铝基复合材料的原位制备方法，其特征在于：所述ZrB2颗粒尺寸在100nm以下，平均尺寸为45nm，且分布均匀。
3.如权利要求1所述的一种纳米ZrB2颗粒增强铝基复合材料的原位制备方法，其特征在于具体步骤如下：
（1）将K2ZrF6 和 Na2B4O7.10H2O 在干燥箱中烘干去除结晶水，然后研磨并按比例称量待用；
（2）将作为基体金属的纯铝或铝合金进行熔炼；
（3）将无水Na2B4O7 加入到铝熔体中反应并用石墨搅拌器搅拌，保温，扒渣获得Al-B中间熔体；
（4）将无水K2ZrF6加入步骤（3）所获得的熔体中反应，并施加搅拌和超声促进熔体的混合，增强颗粒的生成和均匀分散，反应结束后对复合熔体进行静置保温、精炼、除渣、浇铸获得纳米ZrB2颗粒增强铝基复合材料。
4.如权利要求3所述的一种纳米ZrB2颗粒增强铝基复合材料的原位制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的K2ZrF6 和 Na2B4O7.10H2O 烘干温度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉涛，茅泽民，怯喜周，孙霞飞，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏;32