[发明专利]一种高体积分数SiC增强Al基复合材料的制备方法

摘要

本发明是一种高体积分数的SiC颗粒增强Al基复合材料的制备方法，包括SiC粉体的氧化处理、TiO₂溶胶的制备、SiC粉体表面涂覆、还原气氛下高温煅烧、混料、成型、Ar气氛保护烧结和冷却步骤。本发明制备工艺简单，有效的提高了SiC颗粒与熔融金属A1间的界面结合，避免了不利的界面反应出现，降低了传统采用粉末冶金方法致密度不高的不足，最终制备出的SiC颗粒增强Al基复合材料性能优异，例如抗弯强度为181.7‑203.5Mpa、致密率为91.0％‑95.3％、体积分数为56.5％。

主权项

1.一种高体积分数SiC增强Al基复合材料的制备方法，其特征在于包括以下步骤：(1)SiC粉体的氧化处理：将SiC粉体放置高温电炉中，1100‑1200℃下氧化处理2‑3h，使其表面形成一层致密的SiO2层；(2)TiO2溶胶的制备：将水和酒精按照质量比1:9‑11配置成混合溶液，其中水的质量为5‑8g，加入冰醋酸调节pH值至2‑4，在其中取10‑12g混合溶液，将钛酸丁酯和混合溶液按照质量比6‑9:1混合，经水浴加热及搅拌后，得到透明稳定的TiO2溶胶；(3)SiC粉体表面涂覆：将TiO2溶胶与PVB的混合溶胶按照加入SiC粉体质量的10‑15％加入到氧化处理后的SiC粉体中，用KNM型快速研磨机混料2‑4h；(4)还原气氛下高温煅烧：将经过上述处理后的SiC粉体置于还原气氛下进行热处理，得到形貌致密的TiO2‑C复合层；(5)混料：设置氧化处理后的SiC粉体占混合原料的体积分数为50‑65％，金属Al粉占混合原料的体积分数为30‑49％，向原料中添加不同百分含量的烧结助剂，将混合原料放置KNM型快速研磨机中混合2‑4h，得到均匀性良好的混合原料；(6)成型：向均匀性良好混合原料中加入5‑8wt％PVB，搅拌均匀后，100‑110℃干燥处理1‑2h，用粉末压片机压制成型形成预成体，再将预成体用冷等静压器处理1‑2h，得到SiC增强Al基复合材料生胚；(7)Ar气氛保护烧结：将SiC增强Al基复合材料生胚放置管式气氛炉中，设置烧结温度为1050‑1150℃，Ar气氛下保护烧结，升温速率3‑4℃/min，到达预定烧结温度后保温2‑3h，得到SiC增强Al基复合材料预成品；(8)冷却：将SiC增强Al基复合材料预成品自然冷却至660‑670℃，保温1‑3h，随炉冷却，待其冷却至室温，取出样品，得到SiC颗粒增强铝基复合材料成品。