本发明专利技术提供一种包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料及其制备方法。所述包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料包括Al基体以及分散在所述Al基体中的包覆式复合粒子Al4C3@Al3BC，所述包覆式复合粒子Al4C3@Al3BC是指Al3BC粒子包覆Al4C3粒子的至少一部分，形成一体式复合粒子。根据本发明专利技术，通过以轻质高模量的Al3BC相包覆低模量的Al4C3相的至少一部分，形成硬包软结构的复合粒子，能够有效阻碍位错运动和实现载荷传递，并且可通过稳定的Al3BC相包覆易水解的Al4C3相提高服役过程中的稳定性，实现高强、高模量和轻量化的铝基复合材料。材料。材料。
【技术实现步骤摘要】
包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料及制备方法
[0001]本专利技术属金属材料领域，特别涉及包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料及制备方法。
技术介绍
[0002]铝基复合材料因高强度、高刚度、优异的耐磨性能及耐热性能等优势得到广泛研究和应用。
[0003]其中，颗粒增强高强高模量铝基复合材料可用来制造卫星及航天用结构材料、飞机零部件、金属镜光学系统、汽车零部件。此外，还可以用来制造微波电路插件、惯性导航系统的精密零件、涡轮增压推进器、电子封装器件等。
[0004]因此，发展新型的颗粒增强高强高模量铝基复合材料以实现高强、高模量和轻量化的铝基复合材料具有重要意义。
技术实现思路
[0005]本专利技术的一个目的在于提供一种新型的包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料，其中，包覆式复合粒子为Al3BC粒子包覆Al4C3粒子。
[0006]本专利技术的另一目的在于提供一种新型的包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料的制备方法，其中，通过原位合成来形成包覆式复合粒子，包覆式复合粒子为Al3BC粒子包覆Al4C3粒子。
[0007]根据本专利技术的一方面，提供一种包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料，所述包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料包括Al基体以及分散在所述Al基体中的包覆式复合粒子Al4C3@Al3BC，所述包覆式复合粒子Al4C3@Al3BC是指Al3BC粒子包覆Al4C3粒子的至少一部分，形成一体式复合粒子。
[0008]可选地，所述包覆式复合粒子Al4C3@Al3BC为原位生成。
[0009]可选地，在所述包覆式复合粒子Al4C3@Al3BC中，Al3BC粒子内部包含有单个Al4C3粒子或多个Al4C3粒子。
[0010]可选地，所述复合粒子Al4C3@Al3BC的尺寸为500nm
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15μm，其中，Al4C3粒子的尺寸为100nm
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2μm。
[0011]可选地，所述包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料还包括不包覆Al4C3的Al3BC粒子。
[0012]可选地，基于100wt％的所述包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料，C元素的含量大于等于0.2wt％，B元素的含量大于等于0.1wt％。
[0013]可选地，所述包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料还包括Cu、Zn、Mg、Si、Ni、Fe、Mn、Cr、V和Zr中的至少一种。
[0014]根据本专利技术的另一方面，提供一种包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料的制造方法，所述制造方法包括：将石墨粉与活性炭彼此混合形成混合物料；将所述混合物
料在真空环境下加入到熔化的铝熔体中，形成第一反应体；使所述第一反应体在580℃
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650℃保温60min
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120min，再升温至700℃
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760℃保温30min
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60min，形成第二反应体；将所述第二反应体升温至720℃
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780℃，添加Al
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B合金并反应20min
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60min。
[0015]可选地，所述制造方法还包括：在将石墨粉与活性炭彼此混合形成混合物料之前，将石墨粉与活性炭在真空环境下加热至250℃
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350℃进行干燥。
[0016]可选地，形成所述第一反应体的步骤包括：将纯铝升温熔化至690℃
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720℃形成所述铝熔体后，利用旋转喷吹设备通过氩气向所述铝熔体中输入所述混合物料。
[0017]可选地，形成所述第一反应体的步骤还包括：在输入所述混合物料之后，将熔体迅速降温至650℃以下。
[0018]可选地，所述制造方法还包括：在添加Al
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B合金并反应20min
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60min之后，向熔体中添加合金化元素，所述合金化元素包括Cu、Zn、Mg、Si、Ni、Fe、Mn、Cr、V和Zr中的至少一种。
[0019]可选地，所述制造方法还包括：在添加所述合金化元素之后，在720℃
‑
750℃温度范围内对熔体进行精炼处理20min
‑
30min。
[0020]根据本专利技术，通过以轻质高模量的Al3BC相包覆低模量的Al4C3相的至少一部分，形成硬包软结构的复合粒子，能够有效阻碍位错运动和实现载荷传递，并且可通过稳定的Al3BC相包覆易水解的Al4C3相提高服役过程中的稳定性，实现高强、高模量和轻量化的铝基复合材料。
附图说明
[0021]通过下面结合附图进行的详细描述，本专利技术的上述和其它目的、特点和优点将会变得更加清楚，其中：
[0022]图1是根据本专利技术的实施例的铝基复合材料的微观组织；
[0023]图2和图3是图1中的铝基复合材料的电子探针成分分析；
[0024]图4是根据本专利技术的实施例的铝基复合材料的微观组织；
[0025]图5和图6是图4中的铝基复合材料的电子探针成分分析。
具体实施方式
[0026]在下文中，将描述本公开的实施例。然而，本公开可按照许多不同的形式例示并且不应被解释为限于在此阐述的具体实施例。更确切地说，提供这些实施例使得本公开将是彻底的和完整的，并且将要把本公开的范围充分地传达给本领域技术人员。
[0027]应理解的是，当在说明书中使用术语“包括”和/或“包含”时，其列举存在所陈述的材料和/或成分，但不排除存在或添加一种或更多种其它材料和/或成分。
[0028]包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料
[0029]根据本专利技术的实施例的包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料可包括Al基体以及分散在Al基体中的包覆式复合粒子Al4C3@Al3BC。包覆式复合粒子Al4C3@Al3BC是指Al3BC粒子包覆Al4C3粒子的至少一部分，形成一体式复合粒子。
[0030]图1是根据本专利技术的实施例的铝基复合材料的微观组织， 图2和图3是图1中的铝基复合材料的电子探针成分分析。
[0031]结合图1的铝基复合材料的微观组织以及图2和图3的电子探针成分分析可知， 图
1中的复合粒子中的亮白色物相为Al4C3，灰黑色物相为Al3BC。在图1中，Al3BC粒子包覆Al4C3粒子的至少一部分，形成一体式复合粒子。
[0032]图4是根据本专利技术的实施例的铝基复合材料的微观组织， 图5和图6是图4中的铝基复合材料的电子探针成分分析。
[0033]结合图4的铝基复合材料的微观组织以及图5和图6的电子探针成分分析可知， 图4中的复合粒子中的亮白色物相为Al4C3，灰黑色物相为Al3BC。在图4中，Al3BC粒子包覆Al4C3粒子的至少一部分，形成一体式复合粒子。
[0034]根据本专利技术的包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料可形成包覆式复合粒子Al4C3@Al3BC。Al3BC粒子具本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料，其特征在于，所述包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料包括Al基体以及分散在所述Al基体中的包覆式复合粒子Al4C3@Al3BC，所述包覆式复合粒子Al4C3@Al3BC是指Al3BC粒子包覆Al4C3粒子的至少一部分，形成一体式复合粒子。2.根据权利要求1所述的包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料，其特征在于，所述包覆式复合粒子Al4C3@Al3BC为原位生成。3.根据权利要求1所述的包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料，其特征在于，在所述包覆式复合粒子Al4C3@Al3BC中，Al3BC粒子内部包含有单个Al4C3粒子或多个Al4C3粒子。4.根据权利要求1所述的包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料，其特征在于，所述复合粒子Al4C3@Al3BC的尺寸为500nm
‑
15μm，其中，Al4C3粒子的尺寸为100nm
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2μm。5.根据权利要求1所述的包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料，其特征在于，所述包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料还包括不包覆Al4C3的Al3BC粒子。6.根据权利要求1至5中任一项所述的包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料，其特征在于，基于100wt％的所述包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料，C元素的含量大于等于0.2wt％，B元素的含量大于等于0.1wt％。7.根据权利要求1至5中任一项所述的包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料，其特征在于，所述包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料还包括Cu、Zn、Mg、Si、Ni、Fe、Mn、Cr、V和Zr中的至少一种。8.一种根据权利要求1所述的包覆式复合粒子增强高强高模量铝基复合材料的制造方法，其特征在于，所述制造方法包括：将石墨粉与活性炭彼...
【专利技术属性】
技术研发人员：刘相法，韩梦霞，刘桂亮，高通，
申请(专利权)人：山东迈奥晶新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：
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