[发明专利]低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法

权利要求书

1.低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法是按下述步骤进行的：

一、硝酸锌和柠檬酸加入蒸馏水中，硝酸锌和柠檬酸的摩尔比为1∶1，蒸馏水的质量是硝酸铬和柠檬酸总质量的50～200倍，然后在80～100℃条件下磁力搅拌加热回流1～2h，制得透明的ZnO溶胶；

二、将硼酸铝晶须加入步骤一获得的ZnO溶胶中，硼酸铝晶须的质量是ZnO溶胶中ZnO质量的5～20倍，然后超声波分散，再烘干；

三、将经步骤二处理的硼酸铝晶须放入400～600℃环境中焙烧1～2h，然后放入水中超声波分散1～2h；

四、将经步骤三处理的硼酸铝晶须加入80～90℃浓度为0.05～0.2kg/L的大豆浆液中并搅拌均匀，每1kg硼酸铝晶须加入5～10L大豆浆液，然后加入凝固剂，再用模压成型的方法制备预制件，然后室温干燥，以1～3℃/min速率升温至900～1000℃，保温焙烧1～2h，随炉冷却至室温，并利用高温下ZnO和硼酸铝晶须发生反应，从而最终制备出低体积分数、高强度的ZnAl₂O₄涂覆硼酸铝晶须预制件；

五、将预制件放入模具中，然后在500～600℃条件下预热预制件及模具，再向模具中浇注熔融态的铝合金，其中预制件占铝基复合材料总体积的10～20％，再在20MPa压力下进行初步挤压，而后增大压力至100MPa并保压3min，制得低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料。

2.根据权利要求1所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中硼酸铝晶须的质量是ZnO溶胶中ZnO质量的6～16倍。

3.根据权利要求1所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中硼酸铝晶须的质量是ZnO溶胶中ZnO质量的10倍。

4.根据权利要求1、2或3所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤二中超声波分散时间为1～2h，超声波功率为1000～2000W，超声波频率为50～80Hz。

5.根据权利要求4所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中将经步骤二处理的硼酸铝晶须放入450～550℃环境中焙烧1.2～1.5h。

6.根据权利要求5所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤三中超声波分散所需超声波功率为1000～2000W，超声波频率为50～80Hz。

7.根据权利要求6所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤四大豆浆液制作过程：将大豆经泡豆、磨浆、过滤和煮浆制成。

8.根据权利要求7所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中凝固剂为硫酸钙或氯化镁。

9.根据权利要求8所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中升温速率为1.5～2.5℃/min。

10.根据权利要求9所述的低体积分数的硼酸铝晶须增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤五中预制件占铝基复合材料总体积的15％。