The invention relates to the technical field of metal materials, in particular to an Al2Y particle and carbon nanotube hybrid reinforced ultra-light magnesium-lithium matrix composite material and its preparation method, which comprises the following components in weight percentages: 5-20wt.% micro-scale Al2Y particles, 1-5wt.% nano-scale Al2Y particles, 0.5-3wt% nickel-plated carbon nanotubes, 11-25wt.% Li, residual Mg, impurities. The total amount of elements Si, Fe, Cu and Ni is less than 0.02wt. The preparation method includes three steps: micron/nano-scale Al2Y particle pretreatment, carbon nanotubes pretreatment and melting. The magnesium-lithium matrix composites obtained by using single-phase ultra-light Mg-Li alloy as matrix and choosing low density reinforcement phases still have excellent lightweight advantages. Micron/nano-scale Al2Y particles and carbon nanotubes are used as reinforcement phases to play different roles of different types and scales of reinforcement phases in strengthening. Hybrid reinforcement is used to achieve synergistic strengthening effect, and the strengthening effect is far over transmission. Magnesium-lithium matrix composites reinforced by single type and single scale reinforcing phase.
【技术实现步骤摘要】
Al2Y颗粒和碳纳米管混杂增强超轻镁锂基复合材料及制备方法
本专利技术涉及金属材料
,涉及一种镁锂基复合材料及其制备方法,尤其涉及一种Al2Y颗粒和碳纳米管混杂增强超轻镁锂基复合材料。
技术介绍
现代航空航天领域对飞行器结构的减重要求已经不再是“斤斤计较”,而是“克克计较”。因此,新型超轻金属结构材料的开发显得尤为重要。镁锂合金是以镁和锂为主要组成元素的合金材料,由于锂的密度仅为0.534g/cm3,镁锂合金是目前为止密度最轻的金属结构材料。根据锂含量的不同,镁锂合金的密度在1.25~1.65g/cm3之间变化,不仅远低于钢、钛合金和铝合金,与普通镁合金相比也有明显优势(普通镁合金密度约为1.8g/cm3)。根据镁锂二元相图,当锂含量在5.7wt.%以下时,合金为密排六方结构的α-Mg单相组织;当锂含量介于5.7~10.3wt.%之间时,镁锂合金为α-Mg+β-Li双相组织;当锂含量超过10.3wt.%时,合金为体心立方结构的β-Li单相组织。由于锂的加入改变了镁合金的晶体结构,与普通镁合金相比,镁锂合金的加工变形能力也得到极大改善。除此之外,镁锂合金还具有高比强度、高比刚度、优良的减震性能、优良的热导性、电磁屏蔽以及抗高能粒子穿透能力,并且在低温下仍然具备良好塑性。镁锂二元合金的强度很低,几乎不具备工程应用价值。Al、Zn、Cd几种元素在镁锂合金中的强化效果较好,但合金的组织及性能稳定性较差,在室温或稍高于室温时易产生过时效现象。复合强化是提高镁锂合金力学性能的常用途径。张清清等人在“一种金属间化合物超细颗粒增强金属基复合材料及其制备方法”(CN2 ...
【技术保护点】
1.一种Al2Y颗粒和碳纳米管混杂增强超轻镁锂基复合材料,其特征在于:以β‑Li单相超轻镁锂合金为基体,以微米/纳米尺度Al2Y颗粒和碳纳米管为增强相,具体包含以重量百分比计的下列组分:5~20wt.%的微米尺度Al2Y颗粒,1~5wt.%的纳米尺度Al2Y颗粒,0.5~3wt%的表面镀镍碳纳米管,11~25wt.%的Li,余量为Mg,杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02wt.%。
【技术特征摘要】
1.一种Al2Y颗粒和碳纳米管混杂增强超轻镁锂基复合材料,其特征在于:以β-Li单相超轻镁锂合金为基体,以微米/纳米尺度Al2Y颗粒和碳纳米管为增强相,具体包含以重量百分比计的下列组分:5~20wt.%的微米尺度Al2Y颗粒,1~5wt.%的纳米尺度Al2Y颗粒,0.5~3wt%的表面镀镍碳纳米管,11~25wt.%的Li,余量为Mg,杂质元素Si、Fe、Cu和Ni的总量小于0.02wt.%。2.根据权利要求1所述的Al2Y颗粒和碳纳米管混杂增强超轻镁锂基复合材料,其特征在于:微米尺度Al2Y颗粒粒径为1~30μm。3.根据权利要求1所述的Al2Y颗粒和碳纳米管混杂增强超轻镁锂基复合材料,其特征在于:纳米尺度Al2Y颗粒粒径为0.01~1μm。4.根据权利要求1所述的Al2Y颗粒和碳纳米管混杂增强超轻镁锂基复合材料,其特征在于:碳纳米管为单壁或多壁碳纳米管。5.根据权利要求1所述的Al2Y颗粒和碳纳米管混杂增强超轻镁锂基复合材料,其特征在于:碳纳米管的长径比大于20。6.权利要求1-5任一所述的Al2Y颗粒和碳纳米管混杂增强超轻镁锂基复合材料的制备方法,其特征在于...
【专利技术属性】
技术研发人员:张扬,李飞龙,陈晓阳,刘骁,卢雅琳,李小平,
申请(专利权)人:江苏理工学院,
类型:发明
国别省市:江苏,32
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