[发明专利]一种原位制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法

权利要求书

1.一种原位制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法,其特征在于，包括以下步骤：

（1）将Al粉、TiO₂粉和B₂O₃粉分别在真空干燥箱中烘干1h～2h，烘干温度为180～250℃，除去粉末中的水分；

（2）将步骤（1）中干燥后的粉末混合，得到混合粉末，并放入真空球磨罐中，其中TiO₂粉与B₂O₃粉的质量比为1～1.2:1，TiO₂粉和B₂O₃粉之和与Al粉的质量比为1:1～2。

（3）按照球料与混合粉末的质量比为5～15:1，加入不锈钢磨球，封闭球磨罐；

（4）将步骤（3）封闭的球磨罐抽真空；然后，向球磨罐中充入氩气，使罐内保持0.1～0.3MPa的压力，接着对上述球磨罐再进行抽真空；重复进行若干次，防止空气残留在球磨罐中；

（5）在350～450rpm转速下进行高能球磨5～9h；

（6）将铝锭在N₂保护下熔化，并在700～800℃下保温，得到铝熔体；

（7）将步骤（5）中球磨的混合粉末加入到步骤（6）中铝熔体中，得到铝复合熔体；利用带有石墨搅拌叶片的搅拌器在反应的初期、中期和末期分别搅拌2～3min，使反应生成的增强颗粒和未反应的氧化物在熔体中进一步分散；

（8）反应15～25min后，静置3～5min，除渣，在铜模中浇铸，制得原位纳米Al₂O₃和TiB₂颗粒增强铝基复合材料。

2.根据权利要求1所述的一种原位制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，步骤（1）中所述的烘干温度为200～230℃。

3.根据权利要求1所述的一种原位制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，步骤（2）中TiO₂粉与B₂O₃粉的质量比为1.14:1，TiO₂粉和B₂O₃粉之和与Al粉的质量比为1:1～1.8。

4.根据权利要求1所述的一种原位制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，步骤（3）中球料与混合粉末的质量比为8～12:1。

5.根据权利要求1所述的一种原位制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，步骤（3）中所述不锈钢磨球的直径为Φ15、Φ10或者Φ5。

6.根据权利要求1所述的一种原位制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，步骤（4）中罐内保持的压力为0.2MPa。

7.根据权利要求1所述的一种原位制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法,其特征在于，步骤（5）中高能球磨时的转速为380～430rpm。

8.根据权利要求1所述的一种原位制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法，其特征在于，步骤（6）中的保温温度为720～760℃。

9.根据权利要求1所述的一种原位制备纳米颗粒增强铝基复合材料的方法,其特征在于，步骤（7）中所述搅拌器的转速为500～650rpm。