[发明专利]精确测量铝基复合材料中原位自生TiB2

说明书

本发明提供了一种精确测量铝基复合材料中原位自生TiBsubgt;2/subgt;颗粒尺寸分布的方法，包括以下步骤：(1)材料表面清洗后吹干；(2)将清洗后的铝基复合材料放入过量的盐酸溶液中进行反应，得到TiBsubgt;2/subgt;颗粒悬浊液A；(3)将TiBsubgt;2/subgt;颗粒悬浊液A用微孔滤膜进行真空抽滤操作重复多次，直至TiBsubgt;2/subgt;颗粒悬浊液B呈中性；(4)将真空抽滤清洗得到的TiBsubgt;2/subgt;颗粒悬浊液B冻干，得到干燥的TiBsubgt;2/subgt;颗粒粉末；(5)取冻干得到的TiBsubgt;2/subgt;颗粒粉末，分散于去离子水当中，进行化学分散和/或物理分散；(6)利用纳米粒度分析仪对分散后的TiBsubgt;2/subgt;颗粒悬浊液进行粒度测试，得到TiBsubgt;2/subgt;颗粒尺寸分布数据。本发明提供的原位自生TiBsubgt;2/subgt;颗粒尺寸分布的测量方法，可操作性强，测量结果准确性高，数据重复性高。

技术领域

本发明涉及铝基复合材料技术领域，具体地，涉及一种精确测量铝基复合材料中原位自生TiB₂颗粒尺寸分布的方法。

背景技术

传统的铝合金材料凭借自身高塑性、轻质量、优异的加工性能等特点在工业中得到了广泛的应用。而铝基复合材料中增强相的存在改善了材料的比强度、比刚度、耐磨性、抗疲劳性和高温性能，进一步扩宽了材料的应用范围。在铝基复合材料当中，原位自生TiB₂颗粒复合材料具有非常明显的优势和良好的应用场景，这主要得益于增强相颗粒TiB₂材料的性能优势和原位自生法的技术优势。首先，相比于其他增强相颗粒，TiB₂具有高硬度、高熔点、高弹性模量、高耐磨性、低热膨胀系数等优异性能，能很好弥补铝合金材料的性能缺陷。其次，直接在铝熔体中生成增强相的原位自生技术，使得基体材料和增强相之间具有更加稳定的结合界面和更为良好的热力学稳定性，增强相颗粒的尺寸和在基体中的分布均匀性也较非原位自生法来说得到了很大的改善。

对于颗粒增强复合材料来说，增强相颗粒的尺寸对材料的性能具有非常大的影响。但是就原位自生技术来说，增强相颗粒尺寸的表征存在着很多难点：(1)由于原位自生环境的“不均匀”性，颗粒尺寸分布较宽，对尺寸表征技术的要求高；(2)由于原位自生而成的颗粒为微纳米级别，高的总表面能使得颗粒具有很强的团聚倾向，若不将团聚体加以分散就会导致偏大的尺寸测量结果；(3)由于颗粒是原位自生于基体当中的，在测量过程中需要排除基体和其他第二相的干扰。

目前针对原位自生TiB₂颗粒尺寸表征的技术主要可以分为两种：第一，利用扫描电子显微镜或者透射电子显微镜进行人为计数统计，这一类方法取样代表性差，受人为因素影响较大，缺乏一定的统计学意义；第二，将材料中的TiB₂颗粒萃取出来，利用纳米粒度分析仪进行粒度分析。然而在这一个方法当中，目前所报道的技术都未对萃取得到的TiB₂颗粒进行分散，其测得的尺寸实际为TiB₂团聚体的尺寸(即二次粒径值)，而非TiB₂颗粒的实际尺寸(即一次粒径值)。

经过对现有技术的检索，申请公布号为CN 103063550A的发明专利一种精确测量Al-Ti-B中间合金中TiB₂颗粒尺寸分布的方法。首先根据合金中TiB₂颗粒具有与其它相不同化学性质的特征，用强酸溶解的方法将一定量合金中全部的TiB₂颗粒提取出来，制成干净的TiB₂颗粒悬浮液；然后用激光粒度仪进行精确的尺寸统计分析。该方法中，未对萃取得到的TiB₂颗粒进行分散，其测得的尺寸实际为TiB₂团聚体的尺寸，而非TiB₂颗粒的实际尺寸。

因此，发明一种可以精确测量原位自生TiB₂颗粒尺寸的方法具有非常重要的意义。

发明内容