高体积分数内生颗粒增强铝基复合材料及其制备方法技术

一种高体积分数内生颗粒增强铝基复合材料及其制备方法，涉及颗粒增强复合材料及其制备方法，采用熔体直接反应法制备，在含１８－２６ｗｔ％Ｓｉ的高硅铝合金熔体中加入占铝液质量的２０ｗｔ％～３０ｗｔ％反应物，反应物为ＺｒＳｉＯ↓［４］和Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］的混合物、Ｚｒ（ＣＯ↓［３］）↓［２］和Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］的混合物或ＺｒＯＣｌ↓［２］和Ｂ↓［２］Ｏ↓［３］混合物中的一种，并按摩尔比Ｚｒ∶Ｂ＝１∶２混合均匀，铝液温度在８５０～９５０℃之间，待反应２０ｍｉｎ～４０ｍｉｎ后再加入占铝液质量０．０８～０．１２ｗｔ％Ｐ＋０．８～１．０ｗｔ％ＲＥ（稀土）的细化变质复合处理剂，处理时间为１０ｍｉｎ～２０ｍｉｎ，然后静置５ｍｉｎ～１０ｍｉｎ，冷却至７６０～７８０℃浇入金属型中凝固获得多相内生颗粒（Ｓｉ＋Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］＋ＺｒＢ↓［２］＋Ａｌ↓［３］Ｚｒ）增强铝基复合材料，铝基体中同时包含Ａｌ↓［３］Ｚｒ、ＺｒＢ↓［２］和Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］颗粒及细小Ｓｉ颗粒，其中颗粒的理论体积分数为３０～５０％。该复合材料设计性强，制备工艺简单、成本低，性能稳定。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及颗粒增强复合材料及其制备方法。具体地讲，本专利技术涉及利用高体积分数(在30％以上)的自生硅颗粒+内生颗粒(Si+Al2O3+Al3Zr+ZrB2)复合增强的铝基复合材料及其制备方法。
技术介绍
颗粒增强铝基复合材料具有比强度高、增强体成本低、微观结构较均匀、材料性能各向同性、可采用传统加工工艺进行加工等优点，已成为金属基复合材料的重要发展方向之一。颗粒增强铝基复合材料根据其中增强颗粒的来源可以分为外加颗粒增强铝基复合材料和反应合成颗粒增强铝基复合材料。在许多应用场合，要求开发高体积分数(在30％以上)增强颗粒的铝基复合材料。例如，用于汽车刹车盘的SiC颗粒增强铝基复合材料，SiC颗粒的体积分数约为30-50％。采用该类复合材料可使汽车刹车盘的重量比原来铸铁件减轻50-60％，刹车距离缩短，刹车盘抗热震性提高，并使制动性能稳定。但是，由于外加SiC颗粒与液态Al不润湿，且存在界面反应，因此SiC颗粒增强铝基复合材料塑性低(不大于0.3％)、裂纹扩展快，会导致在剪切应力下疲劳裂纹快速扩展，可能引起突发事故。通常，这些裂纹很容易在外加SiC颗粒增强铝基复合材料中扩展。这本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高体积分数内生颗粒增强铝基复合材料，其特征在于：铝基体中同时包含Ａｌ↓［３］Ｚｒ、ＺｒＢ↓［２］和Ａｌ↓［２］Ｏ↓［３］颗粒及细小Ｓｉ颗粒，其中颗粒的理论体积分数为３０～５０％。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵玉涛，陈刚，程晓农，戴起勋，
申请(专利权)人：江苏大学，
类型：发明
国别省市：32[中国|江苏]