【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及金属基复合材料加工，尤其是涉及一种复合材料及其制备方法和应用，具体涉及一种块体金属基复合材料及其制备方法和应用。
技术介绍
1、在生物医用、制造业轻量化、航空航天等不同领域均对高强金属基复合材料有强烈的市场需求。目前为止，金属合金材料，如镁基合金、钛基合金、铝基合金等得到了一些应用，但金属合金材料通常性能单一，难以兼顾复杂多性能需要的应用场景，严重制约了其发展应用。将合金基体与增强相、耐磨相、耐蚀相等制备成复合板材，能有效提升金属基材料的综合力学性能、耐磨性、耐蚀性等其他性能。金属基复合材料利用表面处理技术能充分发挥两种或两种以上物理、化学和力学性能不同的金属或非金属之间实现冶金结合而得到新型材料，其中的金属基体仍保持原有的特性，但由于增强相、耐磨相、耐蚀相等的加入，使其复合材料的整体物理、化学和力学性能比纯金属或合金有了很大的提高。
2、针对普通表面处理技术制备的单层涂层，虽能制备粉末颗粒均匀的涂层，但厚度薄，各方面性能有待进一步提升。
3、鉴于此，特提出本专利技术。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种复合材料及其制备方法和应用，该方法制得的块体金属基复合材料抗拉强度和延伸率性能优异，可根据需求应用于不同领域。
2、本专利技术的第一方面，提供一种复合材料的制备方法，包括以下步骤：
3、s1、通过表面处理技术，在惰性气体氛围下，将增强颗粒与金属基体复合形成颗粒增强金属基复合涂层；
4、s2、将若干
5、s3、对涂层组进行感应加热；
6、s4、当涂层组温度达到基体熔点以下100～400℃时，对涂层组施加超声振动压缩，得到该复合材料。
7、本专利技术通过表面处理技术控制增强颗粒均匀分布在金属基体中，复合形成颗粒增强金属基复合涂层，对多份复合涂层加上温度场(感应加热)和力场(超声振动)，制备得到一定尺寸的块体复合材料；增强相既能均匀分布，在温度场和力场的作用下基体又能发生动态再结晶、增强颗粒能进一步细化，从而提高复合材料的综合性能。
8、优选的，在步骤s1之前还包括以下步骤：
9、s0、将金属基体表面用砂纸打磨，以消除表面氧化物，获得清洁的表面，然后在乙醇中冲洗后进行干燥。
10、优选的，步骤s1中，所述表面处理技术包括：激光熔注法、激光熔覆法、热喷涂法中的一种或者多种。
11、优选的，所述激光熔覆法包括：激光熔覆预置粉末法、激光熔覆同步送粉法中的一种或者多种。
12、优选的，步骤s1重复多次获得若干份颗粒增强金属基复合涂层。
13、优选的，所述颗粒增强金属基复合涂层中涂层的厚度为0.5mm～5mm。
14、优选的，步骤s1中，所述增强颗粒经烘干干燥。
15、优选的，步骤s1中，所述增强颗粒与金属基体(含杂质)的质量比为(5-50):(50-95)；更优选为(10-30):(70-90)。
16、优选的，步骤s1中，所述增强颗粒包括：金属粉、陶瓷粉中的一种或者多种；更优选的，所述金属粉为ti颗粒。
17、在一个具体实施方式中，所述ti颗粒为直径40～100μm，平均粒径75μm的球形ti颗粒。
18、优选的，步骤s1中，所述金属基体包括：镁、镁合金中的一种或者多种。
19、在一个具体实施方式中，所述金属基体为az31镁板，熔点：650℃，厚度为5mm，尺寸为5mm*50mm*100mm。
20、优选地，步骤s1中，所述惰性气体为氩气或氮气。
21、在一个具体实施方式中，步骤s2中，所述颗粒增强金属基复合涂层为5份。
22、优选的，步骤s4中，当涂层组温度达到基体熔点以下350～450℃时，对涂层组施加超声振动压缩。
23、优选的，步骤s4中，所述超声振动压缩的振动频率为10khz～40khz，更优选为10khz～20khz；施加载荷强度为10mpa～50mpa，更优选为10mpa～20mpa。
24、优选的，步骤s4中，根据堆叠样品厚度、组合涂层层数、单层涂层硬度以及块体复合材料的预期性能效果等，采用恒温恒压、变温恒压、恒温变压或变温变压中的一种或多种方式。
25、在一个具体实施方式中，当所述涂层组达到200℃～300℃时，对涂层组施加频率为10khz～20khz的10mpa～20mpa载荷的超声振动压缩，保温保压10min，得到mg-ti复合材料。
26、本专利技术的第二方面，提供一种复合材料，采用上述的制备方法制得。
27、本专利技术的第三方面，提供了上述复合材料在生物医用、制造业轻量化、航空航天领域中的应用。
28、本专利技术具有如下有益效果：
29、(1)本专利技术的制备方法方法制得的块体金属基复合材料，能够使增强相更加均匀分布，在温度场(感应加热)和力场(超声振动)作用下，基体能发生动态再结晶，增强颗粒能进一步细化，从而更好的提高综合性能。
30、(2)本专利技术的制备方法对设备要求低，制备工艺简单，生产成本低，容易实现大规模工业化生产。
31、(3)本专利技术的制备方法通过控制感应加热和超声振动的工艺参数能够获得不同力学性能的合金，满足不同领域的需求。
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1.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述表面处理技术包括：激光熔注法、激光熔覆法、热喷涂法中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S4中，所述超声振动压缩的振动频率为10KHz～40KHz，施加载荷强度为10MPa～50MPa。
4.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述增强颗粒与金属基体的质量比为(5-50):(50-95)。
5.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述增强颗粒包括：金属粉、陶瓷粉中的一种或者多种。
6.根据权利要求5所述的复合材料的制备方法，其特征在于，所述金属粉为Ti颗粒。
7.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述金属基体包括：镁、镁合金中的一种或者多种。
8.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1中，所述惰性气体为氩气或氮气。
<...【技术特征摘要】
1.一种复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述表面处理技术包括：激光熔注法、激光熔覆法、热喷涂法中的一种或者多种。
3.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s4中，所述超声振动压缩的振动频率为10khz～40khz，施加载荷强度为10mpa～50mpa。
4.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，其特征在于，步骤s1中，所述增强颗粒与金属基体的质量比为(5-50):(50-95)。
5.根据权利要求1所述的复合材料的制备方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：桂珍珍，刘鹏禧，朱科颖，张涛，张帆，
申请(专利权)人：广州大学，
类型：发明
国别省市：
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