[发明专利]一种仿生层状高强、高韧材料的制备方法

摘要

本发明公开了一种仿生层状高强、高韧材料的制备方法，是基于文蛤壳与脉红螺壳质量轻、强度高、韧性好的结构共性与功能特性，采用热压烧结技术一次性制备成型，为工程中广泛应用的陶瓷/Al复合材料的强度与韧性共同提升提供一种新思路和新方法。本发明的技术方案是：以不同B4C含量的B4C/5083Al硬质层分别为外层、中间层和内层，并满足“软—最硬—较硬”和“软—较硬—最硬”的硬度变化模式，各硬质层之间采用柔韧的软质铝层进行连结，构成“层层复合”，“软硬相间”的结构形式。本发明所制备的仿生层状高强、高韧材料质量轻、力学强度高、制备过程简单、成本低，应用范围广。

主权项

1.一种仿生层状高强、高韧材料的制备方法，其具体制备过程包括：硬质层材料的制备和仿生层状高强、高韧材料的制备两个阶段：一、制备硬质层材料a)首先，选取硬质层材料：分别选取纯度99.0％～99.7％，粒度23μm～30μm的5083Al粉和纯度99.0％～99.9％，粒度10μm～13μm B4C粉，B4C粉的重量百分比为10wt.％～30wt.％；b)然后进行混料：按照a中所述的配料比称取粉末，放入球磨机中进行混合，混合时间为8～10小时，随后手动搅拌0.5～1小时，以保证粉料充分混合均匀；c)将混合均匀后的10wt.％～30wt.％B4C/5083Al体系粉末按照不同的硬度排布模式设计，依次层层铺入内径尺寸85mm的石墨模具中，各B4C/5083Al层之间加入5083Al粉，每铺完一层粉料之后均用石墨压头进行简单的压实，所有粉料铺置完成之后，以10±1t压力将粉料在石墨模具中压制成预制块；二、仿生层状高强、高韧材料的制备：d)将含有预制块的石墨模具放入中频炉线圈中加热，整个制备过程采用红外测温装置测温，先将石墨模具升温至650～670℃，并保温10～15min，以保证充分熔化5083Al；e)将石墨模具降温至550～600℃，并保温10～15min，通过中频炉的压力机以3～4t压力将石墨模具内的材料压实，并保压5～10min，最后关闭中频炉，石墨模具在空气条件下冷却，石墨模具充分冷却之后，卸模，取出制备出的仿生层状高强、高韧材料。