一种原位三元纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法技术

本发明专利技术提供一种原位三元纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法。该方法采用原位反应生成技术，以含有生成增强颗粒形成元素的粉剂作为反应物，结合低频旋转磁场/超声场调控技术，采用纳米颗粒中间合金重熔制备铝基复合材料。本发明专利技术制备的三元纳米颗粒增强AA6016基复合材料，其颗粒平均粒度为65nm，比较单元和双相纳米颗粒有明显细化现象。室温力学性能测试表明，本发明专利技术制备的三元纳米颗粒增强AA6016基复合材料，与基体铝合金相比，抗拉强度提高了27.46％‑33.5％，延伸率提高了23.56％‑30.89％，在航空、航天、尖端武器、汽车工业、精密仪器等领域以及其他民用工业存在很大的应用潜力。

【技术实现步骤摘要】
一种原位三元纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法
本专利技术提供一种原位三元纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，属于铝基复合材料制备

技术介绍
近年来，随着环境污染、能源缺乏问题日益凸显和汽车轻量化制造的需求的增加，航空航天、轨道交通、新能源汽车等高
对原位铝基复合材料的需求潜力巨大，且对其综合性能的要求也越来越高。因此进一步提高原位铝基复合材料的综合力学性能和成形加工性能，已成为目前亟待解决的问题。原位颗粒增强铝基复合材料，是通过将含有增强相颗粒形成元素的固体粉末反应盐在某一温度下加入熔融的铝合金表面，然后搅拌使其充分进行，从而在铝熔体中生成增强颗粒。原位复合材料与传统合成制备技术制备的材料相比具有以下特点：(1)增强体颗粒是从基体中原位形核长大的热力学稳定相，因此，在高温下作用时，增强相颗粒不会发生分解或者转化为其它化合物。(2)通过合理选择化合物的类型、成分，可以有效的控制原位生成增强体的种类、大小和数量。(3)原位内生颗粒与基体界面结合良好，相比外加颗粒尺寸更加细小，并且容易实现在铝基体中均匀分布，从而使得原位铝基本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种原位三元纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，采用两步法制备三元纳米颗粒增强铝基复合材料，第一步:首先将含有TiB

【技术特征摘要】
1.一种原位三元纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，采用两步法制备三元纳米颗粒增强铝基复合材料，第一步:首先将含有TiB2增强颗粒形成元素的反应混合盐加入到熔融态的纯铝熔体中，同时施加声磁耦合场，制备出含有TiB2增强颗粒的铝基复合材料，该复合材料用作增强颗粒中间合金；第二步：按照所需要不同体积分数的增强颗粒(ZrB2+Al2O3)把称量好的反应混合盐加入到AA6111溶体中，反应过程中施加声磁耦合场，反应结束后加入TiB2纳米颗粒中间合金，经保温静置、精练、打渣、浇铸制得AA6111基复合材料铸锭，最后对铸锭进行T6热处理获得三元(ZrB2+Al2O3+TiB2)高强度、高模量纳米颗粒增强铝基复合材料。


2.如权利要求1所述的一种原位三元纳米颗粒增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤为：
(1)以硼砂、氟硼酸钾、氟锆酸钾、氟钛酸钾为反应盐，工业纯铝和AA6111合金为基体；首先将反应盐粉末烘干，KBF4、K2TiF6反应盐按生成5wt.％TiB2增强颗粒的中间合金称量，K2ZrF6和硼砂反应盐按照生成最终得到的原位(ZrB2+Al2O3+TiB2)纳米颗粒增强AA6111基复合材料中(ZrB2+Al2O3)体积分数的1-3％称量并混合均匀，用铝箔包裹待用；
(2)制备TiB2增强颗粒中间合金：将称量好的工业纯铝锭放入预热的坩埚中进行融化，升温至830～870℃，将称量好的KBF4、K2TiF6混合反应盐粉末加到铝熔体中；待反应盐完全加入后开起声磁耦合场，在850℃反应30min后，将溶体冷却至730～750℃精练、扒渣，然后用铜模进行浇铸，浇铸后的楔形铸锭即为TiB2增强颗粒中间合金，以备用；
(3)制备(ZrB2+Al2O3+TiB2)纳米颗粒增强AA6111基复合材料：将称量好的AA6111铝合金放入到预热的石墨坩埚中融化，升温至830～870℃，将称量好的氟锆...

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