[发明专利]一种大体积分数纳米级Al-TiB2

权利要求书

1.一种大体积分数纳米级Al-TiB₂中间合金，其特征在于，物相组成包括α-Al、TiB₂，其中原材料Al粉：B粉：Ti粉＝(2.9-3.5)：(2.5-2.7)：(1.0-1.2)(mol)，铝锭的质量百分比为：67.5-69.0％，Al粉、Ti粉和B粉的总质量百分比为：31.0-32.5％；TiB₂平均颗粒尺寸为200-300nm；Ti和B以单质粉末颗粒状加入，采用铝箔包覆反应法制备，制备方法具体包括以下步骤：

(1)按照比例准备原料B粉、Ti粉、Al粉、铝锭，其中Al粉：B粉：Ti粉＝(2.9-3.5)：(2.5-2.7)：(1.0-1.2)(mol)，铝锭的质量百分比为：67.5-69.0％，Al粉、Ti粉和B粉的总质量百分比为：31.0-32.5％，其中铝箔质量所用较少可以忽略；其中铝锭纯度99.9％，B粉纯度96％；

(2)将步骤(1)Ti粉、B粉、Al粉混合均匀，混合后用铝箔包覆成块，包裹块的长宽高分别为(10-11)cm、(10-11)cm和(0.8-1.0)cm；

(3)利用井式电阻炉将铝锭加热至750-780℃，待铝锭完全熔化，覆盖一层冰晶石覆盖剂；将熔体升温至780-880℃，使用石墨钟罩依次压入步骤(2)的包裹块，当所有包裹块熔化后，用石墨棒均匀搅拌，反应20min；反应完成后，静置5min，压入C₂Cl₆精炼，扒渣，在760-780℃浇注得到Al-TiB₂中间合金。

2.按照权利要求1所述的一种大体积分数纳米级Al-TiB₂中间合金，其特征在于，TiB₂颗粒分散均匀，体积分数在20％以上。

3.制备权利要求1或2所述的一种大体积分数纳米级Al-TiB₂中间合金的方法，其特征在于，Ti和B以单质粉末颗粒状加入，采用铝箔包覆反应法制备，具体包括以下步骤：

(1)按照比例准备原料B粉、Ti粉、Al粉、铝锭，其中Al粉：B粉：Ti粉＝(2.9-3.5)：(2.5-2.7)：(1.0-1.2)(mol)，铝锭的质量百分比为：67.5-69.0％，Al粉、Ti粉和B粉的总质量百分比为：31.0-32.5％，其中铝箔质量所用较少可以忽略；其中铝锭纯度99.9％，B粉纯度96％；

(2)将步骤(1)Ti粉、B粉、Al粉混合均匀，混合后用铝箔包覆成块，包裹块的长宽高分别为(10-11)cm、(10-11)cm和(0.8-1.0)cm；

(3)利用井式电阻炉将铝锭加热至750-780℃，待铝锭完全熔化，覆盖一层冰晶石覆盖剂；将熔体升温至780-880℃，使用石墨钟罩依次压入步骤(2)的包裹块，当所有包裹块熔化后，用石墨棒均匀搅拌，反应20min；反应完成后，静置5min，压入C₂Cl₆精炼，扒渣，在760-780℃浇注得到Al-TiB₂中间合金。

4.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，冰晶石和C₂Cl₆均在100℃加热1h，去除水分；将模具和扒渣勺工具涂刷一层涂料，防止Fe杂质元素污染中间合金；选用石墨坩埚进行熔炼，石墨棒搅拌，防止Si的污染。

5.按照权利要求3所述的方法，其特征在于，铝熔体达到一定温度，使用石墨钟罩依次压入包裹的粉块，待反应物起火后，粉块发生快速燃烧反应，反应30s后撤出钟罩。