制造铝基复合物的方法、使用此方法制成的铝基复合物、以及包含铝基复合物的铝基结构技术

本发明专利技术提供一种制造铝基复合物的方法、使用此方法制成的铝基复合物、以及包含铝基复合物的铝基结构。制造铝基复合物的方法是将硼砂覆盖于铝基金属的表面，并加热铝基金属超过硼砂的熔点。铝基复合物包含7至9atomic％的铝、11至13atomic％的钠、以及79至81atomic％的氧。铝基结构包含由铝基金属构成的铝基基材以及设置于铝基基材中的铝基复合物。

【技术实现步骤摘要】
制造铝基复合物的方法、使用此方法制成的铝基复合物、以及包含铝基复合物的铝基结构
本专利技术是有关于一种制造铝基复合物的方法、使用此方法制成的铝基复合物、以及包含铝基复合物的铝基结构。
技术介绍
金属基复合材料(MetalMatrixComposite，MMC)是以金属材料为基材，采用特殊工艺，将不同种类、不同型态的陶瓷、非金属强化相均匀分布在连续的金属基材中而获得的新型复合材料。他的性能兼备了金属基材与强化相的优点，具有高的比强度和比刚度，耐高温，耐磨损，横向性能及层间简切强度高，并具有高的热稳定性、体积稳定性以及材料的可设计性，因而最先在航太工业得到应用。目前金属基复合材料碰到例如以下问题，导致其难以量产及商业化。1.为了保证金属基材具有足够的流动性，以充分渗透到强化相之间的间隔中并与之复合，需要在高温下进行，然而在高温下强化相与基材有时会发生有害的界面反应。2.金属基材与强化相之间的相容性差。3.必须保证强化相按照设计要求的含量、方向，均匀分布于基材中。
技术实现思路
本专利技术的主要目的在于提供一种制造铝基复合物的方法，可将铝基金属制成具有较佳机械强度的铝基金属复合物。本专利技术的另一目的在于提供一种铝基复合物，具有较佳的机械强度。本专利技术的另一目的在于提供一种铝基结构，具有较佳的机械强度。本专利技术的铝基金属处理方法，是将硼砂覆盖于铝基金属的表面，并加热铝基金属超过硼砂的熔点。在本专利技术的一实施例中，铝基金属为铝金属。在本专利技术的一实施例中，铝基金属为铝合金。在本专利技术的一实施例中，硼砂先与陶瓷材料混合，而后再覆盖于铝基金属的表面，并加热铝基金属超过硼砂的熔点，陶瓷材料的含量相对于该硼砂为0.01～90wt％。在本专利技术的一实施例中，陶瓷材料的硬度大于铝的硬度。在本专利技术的一实施例中，陶瓷材料选自由碳化硅(Siliconcarbide)、碳化钨(Tungstencarbide)、碳化硼(Boroncarbide)、碳化锆(Zirconiumcarbide)、碳化钛(Titaniumcarbide)、碳化铍(Berylliumcarbide)、硼化锆(Zirconiumboride)、硼化钛(Titaniumdiboride)、硼化铼(Rheniumdiboride)、硼化铝(Aluminumboride)、氧化铝(Aluminiumoxide)、氮化硼(Boronnitride)、钻石、及其组合组成的群组。本专利技术的铝基复合物，包含7至9atomic％的铝、11至13atomic％的钠、以及79至81atomic％的氧。在本专利技术的一实施例中，铝基复合物包含8atomic％的铝、12atomic％的钠以及80atomic％的氧。在本专利技术的一实施例中，铝基复合物进一步包含陶瓷材料，其中，铝基复合物的铝的含量为2至3wt％、钠的含量为3.5至5wt％、氧的含量为26至27wt％、以及陶瓷材料的含量为65至68wt％。在本专利技术的一实施例中，陶瓷材料的硬度大于铝的硬度。在本专利技术的一实施例中，陶瓷材料选自由碳化硅(Siliconcarbide)、碳化钨(Tungstencarbide)、碳化硼(Boroncarbide)、碳化锆(Zirconiumcarbide)、碳化钛(Titaniumcarbide)、碳化铍(Berylliumcarbide)、硼化锆(Zirconiumboride)、硼化钛(Titaniumdiboride)、硼化铼(Rheniumdiboride)、硼化铝(Aluminumboride)、氧化铝(Aluminiumoxide)、氮化硼(Boronnitride)、钻石、及其组合组成的群组。本专利技术的铝基结构，包含由铝基金属构成的铝基基材以及设置于铝基基材中的铝基复合物。铝基复合物，包含7至9atomic％的铝、11至13atomic％的钠、以及79至81atomic％的氧。在本专利技术的一实施例中，铝基复合物包含8atomic％的铝、12atomic％的钠以及80atomic％的氧。在本专利技术的一实施例中，铝基复合物进一步包含陶瓷材料，其中，铝基复合物的铝的含量为2至3wt％、钠的含量为3.5至5wt％、氧的含量为26至27wt％、以及陶瓷材料的含量为65至68wt％。在本专利技术的一实施例中，陶瓷材料的硬度大于铝的硬度。在本专利技术的一实施例中，陶瓷材料选自由碳化硅(Siliconcarbide)、碳化钨(Tungstencarbide)、碳化硼(Boroncarbide)、碳化锆(Zirconiumcarbide)、碳化钛(Titaniumcarbide)、碳化铍(Berylliumcarbide)、硼化锆(Zirconiumboride)、硼化钛(Titaniumdiboride)、硼化铼(Rheniumdiboride)、硼化铝(Aluminumboride)、氧化铝(Aluminiumoxide)、氮化硼(Boronnitride)、钻石、及其组合组成的群组。附图说明图1为本专利技术一实施例的光学显微镜相片；图2为经过本专利技术铝基金属处理方法处理的铝的横切面的光学显微镜相片；图3为本专利技术一实施例的扫瞄式电子显微镜图；图4A为本专利技术一实施例中的铝元素分析结果图；图4B为本专利技术一实施例中的钠元素分析结果图；图4C为本专利技术一实施例中的氧元素分析结果图；图4D为本专利技术一实施例的扫瞄式电子显微镜图；图4E为本专利技术一实施例中的钠元素分析结果图；图4F为本专利技术一实施例中的镁元素分析结果图；图4G为本专利技术一实施例中的铝元素分析结果图；图4H为本专利技术一实施例中的氧至5F元素分析结果图；图5A为本专利技术一实施例的光学显微镜相片；图5B至5F本专利技术不同实施例的光学显微镜相片；图6为本专利技术具有单层铝基复合物的铝基结构的实施例的相片；图7为铝金属、本专利技术具有单层铝基复合物的铝基结构、以及本专利技术具有4层铝基复合物的铝基结构的弯曲强度测试结果。主要元件符号说明：具体实施方式本专利技术的制造铝基复合物的方法，是将硼砂覆盖于铝基金属的表面，并加热铝基金属超过硼砂的熔点。其中，硼砂的熔点为743℃。其中，铝基金属可以为铝金属或者铝合金。更具体而言，硼砂是平铺在由铝、铝合金或及组合构成的铝基金属上，放置在例如高温炉中的高温环境中加热超过743℃，藉以让硼砂与铝反应成为强化相。在反应过程中，无论有无使用惰性气体(如氩)保护都能反应。换言之，以上本专利技术的铝基金属处理方法可在含氧环境中进行。以不同角度观之，前述制造铝基复合物的方法实质上为铝基金属的处理方法。如图1所示的光学显微镜相片(VHX-5000，Keyence公司，美国)，较亮区域为未经本专利技术方法处理的铝，较暗区域则为经过本专利技术方法处理的铝。其中，针对图式较亮区域中以数字1、2、3、4标示的位置以及较暗区域中以数字5、6、7、8标示的位置，使用奈米压痕仪(Nanoindenters)(NanoindenterXP，MTS公司，美国)进行硬度及杨氏模量测试，结果如下表1。表1位置柏克维奇(Berkovich)硬度(GPa)杨氏模量(GPa)10.53471.4220.67779.1930.65573.3540.53476.8454.13124.464.33122.275.01132.884.89128.5本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种制造铝基复合物的方法，其特征在于，是将一硼砂覆盖于一铝基金属的表面，并加热该铝基金属至超过该硼砂的熔点。

【技术特征摘要】
2016.11.10 US 15/348,3671.一种制造铝基复合物的方法，其特征在于，是将一硼砂覆盖于一铝基金属的表面，并加热该铝基金属至超过该硼砂的熔点。2.如权利要求1所述制造铝基复合物的方法，其特征在于，该铝基金属为铝金属。3.如权利要求1所述制造铝基复合物的方法，其特征在于，该铝基金属为铝合金。4.如权利要求1所述制造铝基复合物的方法，其特征在于，该硼砂先与一陶瓷材料混合，而后再覆盖于该铝基金属的表面，并加热超过该硼砂的熔点，该陶瓷材料的含量相对于该硼砂为0.01～90wt％。5.如权利要求4所述制造铝基复合物的方法，其特征在于，该陶瓷材料的硬度大于铝的硬度。6.如权利要求4所述制造铝基复合物的方法，其特征在于，该陶瓷材料选自由碳化硅、碳化钨、碳化硼、碳化锆、碳化钛、碳化铍、硼化锆、硼化钛、硼化铼、硼化铝、氧化铝、氮化硼、钻石、及其组合组成的群组。7.一种铝基复合物，其特征在于，包含：7至9atomic％的铝；11至13atomic％的钠；以及79至81atomic％的氧。8.如权利要求7所述的铝基复合物，其特征在于，包含8atomic％的铝、12atomic％的钠以及80atomic％的氧。9.如权利要求7所述的铝基复合物，其特征在于，进一步包含一陶瓷材料，其中：铝的含量为2至3wt％；钠的含...

【专利技术属性】
技术研发人员：张永青，张嘉纮，
申请(专利权)人：张永青，张嘉纮，
类型：发明
国别省市：中国台湾,71