[发明专利]一种无残余热解碳的层状铝基复合材料的制备方法

摘要

一种无残余热解碳的层状铝基复合材料的制备方法，涉及一种无残余热解碳的层状铝基复合材料的制备方法。本发明为解决现有层状铝基复合材料制备过程中厚度控制方法复杂、厚度控制不准确、成本高、层状复合材料界面结合性能弱、复合材料制备过程中预制体易坍塌的问题以及制备的层状铝基复合材料中存在残余热解碳的问题。一、称料；二、SiC浆料制备；三、SiC纳米线生片流延成型；四、预制体制备；五、去脂处理、预热及残余热解碳去除；六、液态铝浸渗。本发明实现了热解碳的氧化去除并预热时间缩短，厚度控制方法简单厚度准确、工艺简单，铝金属箔分隔了SiC纳米线层且能保证复合材料层状结构的完整性；复合材料界面结合优异。

主权项

1.一种无残余热解碳的层状铝基复合材料的制备方法，其特征在于：该方法按以下步骤进行：一、称料：按质量份数分别称取5～35份的SiC粉末、20～40份的溶剂、0.01～0.5份的分散剂、5～20份的增塑剂、4.5～69.9份的粘结剂和65～95份的铝金属作为原料；所述溶剂为无水乙醇和正丁醇按质量比(0.5～1):1的混合物；所述分散剂为鱼油；所述增塑剂为磷酸三丁酯；所述粘结剂为聚乙烯醇缩丁醛树脂粉末；二、SiC浆料制备：将步骤一称取的SiC粉末、溶剂和分散剂混合得到混合浆料，对混合浆料进行超声分散，然后将超声波分散后的混合浆料置于球磨机中，向球磨机中加入直径为5mm～30mm的氧化铝球并进行首次球磨，然后向球磨机内加入步骤一称取的增塑剂和粘结剂并进行二次球磨，得到SiC浆料；三、SiC粉末生片流延成型：将步骤二得到的SiC浆料置于低压环境中静置1～5min，然后进行流延成型得到生坯；将生坯在室温下空气干燥3～24h，得到厚度为0.1～2.5mm的层状SiC粉末生片；四、层叠预制体制备：将步骤三所得的SiC粉末生片叠放，在相邻的SiC粉末生片之间放置1～5层铝金属箔得到层叠块体，将层叠块体装入模具中进行冷压处理，得到层状预制体；所述铝金属箔的材质与步骤一中 铝金属的材质相同；单层铝金属箔的厚度为20μm～50μm；五、去脂处理、预热及残余热解碳去除：将步骤四所得的层状预制体与模具一起放入加热炉内，首先在保护气氛下，将层状预制体加热到470℃～Tm并保温0.5～5h，得到预热的层状预制体，然后在含氧的保护气氛下将层状预制体加热至520℃～Tm保温10min～30min，得到预热的层状预制体；同时在保护气氛下，将步骤一称取的铝金属加热至熔点以上250～350℃，得到熔融的铝金属；所述Tm为铝金属箔的熔点；六、液态铝浸渗：将步骤五得到的预热的层状预制体和模具置于压力机台面上，将步骤五得到的熔融的铝金属浇筑在除了残余热解碳的层状预制体的上表面，然后进行压力浸渗处理，当熔融的铝金属完全浸渗到去除了残余热解碳的层状预制体中后，以20～40℃/min的速度冷却至室温，最后脱模，得到(SiCp/Al)‑Al层状复合材料铸锭，即完成。