The invention discloses a silicon carbide nanowire prefabricated body reinforced aluminum matrix composite and a preparation method thereof, relating to an aluminum matrix composite material and a preparation method thereof. The invention is to solve the problem that the preparation of the existing silicon carbide nanowire reinforced aluminum matrix composite has complex process, and the distribution of silicon carbide nanowires is uneven, and the agglomeration of the silicon carbide nanowires is unevenly distributed. SiC nanowire reinforced aluminum matrix composites consist of silicon carbide nanowire preforms and aluminum metal. Silicon carbide nanowires were grown in situ on the carbon foam substrate by atmospheric pressure CVD method. The silicon carbide nanowire preforms were obtained by removing the carbon foam matrix at high temperature. Silicon carbide nanowire preforms were filled with aluminum alloy by high pressure impregnation, and silicon carbide nanowire reinforced aluminum matrix composites were cooled. This method uses the CVD in situ SiC nanowire preform. The SiC nanowires in the preform are self crosslinked through in situ growth, and the binding force is good, the distribution of nanowires is uniform, the density is easy to control, and the molding is not required.
【技术实现步骤摘要】
一种碳化硅纳米线增强铝基复合材料及其制备方法
本专利技术属于铝基复合材料及其制备方法。
技术介绍
纳米材料的加入可以显著提高金属材料的强度,因此近几年来成为研究的热点。目前增强金属的纳米添加材料包括纳米级陶瓷颗粒,碳纳米管、纳米线和石墨烯等。纳米增强体主要的增强机理包括裂纹偏转和阻止裂纹扩展,因此为了达到应有的效果必须克服所加入的纳米增强体的团聚,分散不均匀和纳米增强体与金属基体结合力差的问题。因此如何在保证纳米材料分散均匀的条件下提高纳米增强体在金属基体中的含量是提高纳米材料增强金属基复合材料力学性能的关键问题。由于碳化硅纳米线的巨大比表面积,巨大的长径比及其高强度,耐高温性等优异性能使得碳化硅纳米线成为增强金属基复合材料的首选添加材料。但是由于碳化硅纳米线表面能较大且碳化硅纳米线长径比较大,因此碳化硅纳米线在金属基体中发生严重的团聚,限制了碳化硅纳米线性能的发挥。碳化硅纳米线的外部添加方式成为阻碍碳化硅纳米线增强金属基复合材料制备的关键问题。文献“碳纤维增强铝基复合材料”采用连续碳纤维增强铝金属,得到了低密度,高强度的铝基复合材料,但是碳纤维直径较大,且不耐高温,与碳化硅纳米线预制体增强相比还是有一定差距。T.Jintakosol等采用超声分散碳化硅纳米线,然后采用粉末冶金法制备了体积分数为5%-15%的碳化硅纳米线增强纯铝复合材料,使得铝基复合材料的耐磨性及强度大大提高,但是其密度低于铝和碳化硅材料的密度因此其有内部有孔隙,致密性较差;Yang等人采用超声分散碳化硅纳米线浆料,然后采用压力浸渗法制备了碳化硅纳米线增强铝基复合材料,所得材料致密度高,碳 ...
【技术保护点】
1.一种碳化硅纳米线增强铝基复合材料,其特征在于碳化硅纳米线增强铝基复合材料由碳化硅纳米线预制体,铝金属组成;所述碳化硅纳米线的平均直径为20‑100nm,平均长度为1‑10mm,通过在碳泡棉中原位生长自交联组成碳化硅纳米线预制体,之后高温氧化去除碳泡棉基体得到纯碳化硅纳米线预制体。碳化硅纳米线预制体与铝基体的体积比为1∶1。
【技术特征摘要】
1.一种碳化硅纳米线增强铝基复合材料,其特征在于碳化硅纳米线增强铝基复合材料由碳化硅纳米线预制体,铝金属组成;所述碳化硅纳米线的平均直径为20-100nm,平均长度为1-10mm,通过在碳泡棉中原位生长自交联组成碳化硅纳米线预制体,之后高温氧化去除碳泡棉基体得到纯碳化硅纳米线预制体。碳化硅纳米线预制体与铝基体的体积比为1∶1。2.一种碳化硅纳米线增强铝基复合材料,其特征在于制备方法包括以下步骤:(1)采用常压CVD法在碳泡棉基体上制备碳化硅纳米线,之后高温氧化去除碳泡棉基体得到碳化硅纳米线预制体;(2)将碳化硅纳米线预制体放置于预制的模具中,将模具放置于高压浸渍罐中,通过真空泵将高压浸渍罐抽为真空状态,之后将高压浸渍罐预热至600-700℃并保温...
【专利技术属性】
技术研发人员:李斌斌,袁小森,黄海泉,毛帮笑,汤浩,饶志远,
申请(专利权)人:南京航空航天大学,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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