CN101775518A

CN101775518A - 利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置及方法

Info

Publication number: CN101775518A
Application number: CN 201010138509
Authority: CN
Inventors: 许志武; 闫久春; 石磊; 杨士勤; 杜善义
Original assignee: Harbin Institute of Technology Shenzhen
Current assignee: Harbin Institute of Technology Shenzhen
Priority date: 2010-04-02
Filing date: 2010-04-02
Publication date: 2010-07-14

Abstract

利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置及方法，涉及一种制备颗粒增强梯度复合材料的装置及方法，解决了现有的电磁制备梯度复合材料方法只能制备第二相颗粒与金属基体存在较大导磁率的复合材料体系，以及现有的制备梯度复合材料方法的第二相颗粒的表面与金属液的润湿结合差、制备后的梯度复合材料的强度、塑性和韧性等性能差、制备后的梯度复合材料的致密性差的问题。其装置将超声波发生装置位于制备容器的下面，加热元件距制备容器10～30mm。其方法：将金属材料加热至完全熔化；加入第二相增强颗粒，施加超声波振动2~120s后，停止加热；持续施加超声波并进行冷却至凝固获得颗粒增强梯度复合材料。本发明用于制备颗粒增强梯度复合材料。

Description

利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置及方法

技术领域

[0001]本发明涉及一种制备颗粒增强梯度复合材料的装置及方法。背景技术

研究表明，将颗粒增强金属基复合材料中的陶瓷颗粒的体积含量沿某方向呈连续梯度变化，制备成梯度复合材料（GradientCompositeMaterial），就可使该材料的一端具有类似陶瓷的性能，呈现耐磨、耐蚀和耐冲击的特性，而另一端则具有基体合金的性能，表现出良好的塑性和韧性。这样的材料设计，可以避免陶瓷材料与金属合金直接结合时形成的应力集中问题，因而在航空航天、汽车以及矿山机械等领域具有广大的应用前景。

如何使颗粒增强梯度复合材料中的陶瓷颗粒呈现梯度变化是制备该种材料的一个热点，也是一个难点。

中国专利ZL02146685.8发明了属于复合材料制备技术范围的一种颗粒增强梯度复合材料及其制备方法。它是在熔融的液态金属中掺入一定比例的高硬度的非金属颗粒，使液态金属在恒定的外加电磁场的电磁浮力的作用下形成定向移动，使增强相颗粒向与液态金属流动方向相反的方向迁移；冷却凝固后，便可得到增强相颗粒在材料中呈现梯度分布，其组织与性能亦呈梯度变化的材料。

中国专利ZL03129394.8发明了一种利用原位结晶法制备自生径向梯度复合材料的工艺，属于复合材料制备领域。它采用自带温度测量装置的SiC铸造模具，当自生复合材料浇注于设置在感生高频磁场中的SiC铸造模具后，通过模具自带的温度测量装置，控制感生高频磁场的作用温度范围，维持高频磁场作用过程中材料的热量平衡，最终获得具有显著梯度效果的自生复合材料。

中国专利ZL200610046958.X发明了一种利用高强梯度磁场制备梯度复合材料的方法，首先将金属原料或金属预制件放入铸模中，置于强磁场装置中的特定梯度磁场位置，使加热炉处于真空或保护气氛下；利用感应或电阻加热装置使金属原料熔化，保温20min以上使其充分熔解；施加不同的磁场强度和方向等磁场条件，控制一定的凝固速度使熔体冷却凝固，然后随炉空冷至室温，制得梯度复合材料。

中国专利200710133221（公开日期2008/03/05）提出了一种增强相金属梯度复合材料制造工艺及设备，首先将增强体合金膏块固定在塑料泡沫模型的所需位置上，进行真空负压振动造型，启动安装在铸模外部或砂箱内的电磁感应加热器对铸模内的合金膏块进行感应加热，待达到100－1200℃后浇入基体金属液，金属液向合金粉末的空隙中渗入，在基体金属的表面所需的部位上形成具有特殊性能的大厚度的合金层的梯度功能复合材料。

中国专利ZL03128912.6发明一种电磁分离制备金属基自生梯度复合棒材和管材的方法属于材料制备领域。该发明通过高频电源在感应线圈内产生交变磁场，将具有多个两端贯通的圆孔或圆形环空型腔的耐火材料铸型沿轴向置于感应线圈内，底部连接水冷铜模，经过预处理的合金液通过浇口杯浇注到耐火材料铸型中，自生相在电磁力作用下向耐火材料铸型腔壁面运动，待合金液在耐火材料铸型内凝固后，自生增强相主要聚集在凝固形成的圆棒或圆管材料的表层，并形成梯度增强层。

申请号为200810223085.4（公开日期2009/02/04）提出一种功能梯度复合材料的制备方法，仅利用周期换向脉冲电源，通过改变电源的脉冲频率和占空比，在恒电流、不改变镀液成分条件下获得Ni／SiC功能复合梯度镀层的方法。

申请号为200510012369.8（公开日期2005/11/09）提出了一种高熔点抗磨蚀梯度复合材料的制备方法。该发明的复合材料制备方法包括：将颗粒度为0.１～0.5μｍ的高熔点原材料粉机械混合并研磨成半合金化状态后，并与其它颗粒度为１.０～15μｍ的原材料微粒粉均匀混合，压制成一定形状的坯料。将坯料置于具有20～50Ｖ，5～30Hz脉冲电压的石墨模中，用电弧引燃坯料形成自持燃烧。模具内采用Ar气保护或10^-2Pa的低真空。

申请号为200510022650.7（公开日期2006/06/21）提出了一种高炉料罐用功能梯度复合材料内衬及其制备方法。该内衬由SiC和Al复合而成，承受铁矿石冲击的正面碳化硅含量高达70％以上，背面为铝合金，内衬中间碳化硅含量梯度变化。内衬的制备方法是先通过模压制备具有不同气孔率的碳化硅预制体，再通过高温处理对碳化硅表面改性，然后将不同气孔率的碳化硅预制体依据气孔率大小顺序依次放置于无压渗透模具中，再通过无压渗透的方法渗入铝合金即可得到耐磨性好、韧性好、抗冲击力强的复合材料内衬。

申请号为200610040587（公开日期2007/11/28）提出了一种梯度复合材料及其制备方法，其特征是材料由基体、过渡层、工作层组成；这种材料自基体至工作层或层内材料成份、性能呈受控的梯度变化，各层均为冶金结合的复合材料；过渡层包括二层至ｎ个过渡层，ｎ取6-100，工作层由一层至多层组成。

申请号为200810027123（公开日期2008/08/27）提出一种具有生物活性的钛基梯度复合材料及其制备方法与应用。本发明的复合材料是将5μｍ～100μｍ的钛粉置于模具内腔中心；将5μｍ～100μｍ的钛粉与纳米羟基磷灰石粉混合均匀置于模具内腔边缘；将模具内腔的粉末压制成形，然后真空烧结，即得。

申请号为200710018342.9（公开日期2008/09/03）提出了一种纤维增强金属基梯度复合材料制备的方法，首先向预先处理的金属粉末与纤维的混合物中加入有机溶剂，混合均匀，将混合均匀的混合物装入模具中，对模具进行预热，蒸干有机溶剂；然后将装有混合物的模具在振动台上进行反复的机械振动，振动时间小于或等于１小时，振动频率为0.1～2000Ｈｚ；最后，通过对模具加压将混合物压实，制备出具有预定外型的生坯，将制备的生坯放入真空或有惰性气体保护的高温炉中烧结；烧结温度为500℃～1400℃，烧结时间为0.5～16小时，制备得到纤维在金属粉末中沿振动方向呈现梯度分布的纤维增强金属基梯度复合材料，通过振动时间和振动频率对纤维分布进行调控，方法简单，重复性好，适合规模化生产。

申请号为01113849.1（公开日期2002/11/27）提出了一种内外层同时强化的颗粒增强铝基功能梯度复合管的制备方法。它是由颗粒富集层和颗粒贫集层所组成的梯度结构，其中：所述颗粒贫集层分布在复合管的中间区，颗粒富集层分布在复合管的内外层；制备法：采用复合铸造法制备浆体，通过控制感应炉的供电功率和搅拌方式，使颗粒在铝合金中均匀分布，提高浇铸温度（1073～1100Ｋ）直接浇铸，利用水平式离心铸造机成型。它能在满足内外表面强度的同时，具有良好韧性和梯度性能。

申请号为01113848.3（公开日期2002/11/27）提出了一种颗粒增强铝合金基功能负梯度复合管的制备方法。它采用液态法制备浆体，通过控制感应炉的供电功率，使富集颗粒的浆体沉集于坩埚的底部，然后直接浇铸，利用水平式离心铸造机成型，制备出颗粒（颗粒密度大于基体铝合金的密度）增强铝合金基功能负梯度复合管。它在颗粒密度大于基体铝合金的条件下，使颗粒的体积百分数从复合管的外表面至内表面增加，使内层具有良好的耐磨、耐蚀性以及热膨胀系数低的优点。

申请号为200910302994（公开日期2009/11/11）提出了一种金属／陶瓷梯度复合管的制备方法，利用流延辊压技术制备金属／内陶瓷梯度复合管，首先按组成梯度成分的各层材料中金属和陶瓷的体积百分比制得流延浆料，并用流延法将浆料制成生坯层，然后按复合管由内壁至外壁的材料成分要求，将生坯层依次包裹于对辊辊压机的辊轴上辊压成型，得到复合管素坯，将该复合管素坯烧结制得金属／陶瓷梯度复合管。

由上述公开文件可见，当前梯度复合材料的制备方法主要有电磁场、脉冲电场、自蔓燃、无压浸渗、高温烧结、离心铸造等工艺。其中电磁场法最大的优点是电磁场利用在金属液内产生的洛仑兹力控制第二相颗粒在液态基体中分布，不需外力接触凝固体系，但该方法必须确保洛仑兹力不引起金属液发生紊流，否则第二相颗粒的分布无法控制，这个受到容器形状、磁场状况等多方面的复杂影响，而且该方法只能制备第二相与金属液磁导率有较大差别的体系，如非金属颗粒/金属液体系，对于磁导率小的体系，如金属颗粒/金属液体系，则无能为力。脉冲电场法也存在类似的问题。自蔓燃、无压浸渗、高温烧结这几种工艺过程比较繁琐，所制备的梯度材料的致密性也必需通过额外的工序加以保证。离心铸造法工艺过程简单，适合工业规模的生产，但不能很好地解决第二相颗粒与金属液之间的润湿结合问题，梯度材料的微观结合界面性能不佳。

发明内容

本发明是为了解决现有的电磁制备梯度复合材料方法只能制备第二相颗粒与金属基体存在较大导磁率的复合材料体系，以及现有的制备梯度复合材料方法的第二相颗粒的表面与金属液的润湿结合差、制备后的梯度复合材料的强度、塑性和韧性等性能差、制备后的梯度复合材料的致密性差的问题，从而提出一种利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置及方法。

利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置，它包括制备容器，它还包括超声波发生装置、加热元件和支撑架，超声波发生装置位于制备容器的下面，且所述超声波发生装置的超声波发出端朝向超声波发生装置的底面；支撑架位于制备容器的侧面，加热元件固定在位于制备容器一侧的支撑架表面上，所述加热元件与制备容器的距离10mm～30mm。

基于上述装置的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的方法，它由以下步骤完成：

步骤一、将金属材料置于制备容器1中，启动加热元件3，将金属材料加热至其熔点以上的20～50℃，使所述金属材料完全熔化为金属溶液；

步骤二、向所述金属溶液中加入金属溶液体积百分比为的5~70%的第二相增强颗粒，同时施加频率为16~60KHz、振幅为10～60μm的超声波振动，所述超声波振动时间持续2~120s后，关闭加热元件3，停止加热；

步骤三、对制备容器1内的金属溶液与第二相增强颗粒的混合物进行冷却至凝固，凝固后即为获得颗粒增强梯度复合材料；在凝固过程中，对金属溶液与第二相增强颗粒的混合物持续施加超声波。

步骤一中所述的金属材料是Al、Zn、Cu、Al基合金、Zn基合金或Cu基合金中的一种。

步骤二中所述第二相增强颗粒是B₄C、SiC、SiO₂、Al₂O₃、TiC、TiB₂、AlN、TiN或ZrO₂颗粒中的一种。

步骤三中所述的冷却方法为空冷或水冷。

本发明的有益效果：1、本发明利用超声波对第二相颗粒的声辐射力以及金属液中的声流作用，驱动第二相颗粒达到需要增强的位置，避免了电磁法只能制备第二相颗粒与金属基体存在较大导磁率的复合材料体系的缺点，适合制备的梯度复合材料体系更广泛。

2、本发明中超声波振动可以活化第二相颗粒的表面，实现其与金属液的良好润湿结合，无需对第二相颗粒进行焙烧、涂覆金属层等以提高其润湿性的预处理。

3、本发明的凝固过程中施加的超声波振动可以细化金属基体的晶粒，提高梯度复合材料的强度、塑性和韧性等性能。

4、本发明超声波的除气能力非常强，制备过程可以在非真空环境下进行，可保证所制备材料的致密性。

附图说明

图1是本发明的装置的结构示意；图2是本发明具体实施方式二的结构示意图；图3是本发明具体实施方式三的结构示意图；图4是图3的俯视图；图5是本发明具体实施方式一中的将本发明的装置放置在支撑架上的结构示意图；图6是本发明具体实施方式四中的加热元件在支撑架上的排列示意图；图7是具体实施方式二十四中的制备获得的梯度复合材料的微观组织示意图。

具体实施方式

具体实施方式一、结合图1说明本具体实施方式，利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置，它包括制备容器1，它还包括超声波发生装置2、加热元件3和支撑架7，超声波发生装置2位于制备容器1的下面，且所述超声波发生装置2的超声波发出端朝向超声波发生装置2的底面；支撑架7位于制备容器1的侧面，加热元件3固定在位于制备容器1一侧的支撑架7表面上，所述加热元件3与制备容器1的距离10mm～30mm。

具体实施方式二、结合图2说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式一所述的所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置的区别在于，它还包括温度测量装置5和温度显示装置6，所述温度测量装置5的用于测量制备容器1中的待制备材料的温度，所述温度测量装置5的温度信号输出端与温度显示装置6的温度信号输入端连接。

具体实施方式三、结合图3和图4说明本具体实施方式，本具体实施方式与具体实施方式一或二所述的所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置的区别在于，它还包括冷却水管4，所述冷却水管4环绕并固定在制备容器1的外侧壁的下部。

本具体实施方式中，可以将本发明的装置的制备容器1放置在支撑台8上，所述支撑台8的中心处开有通孔，所述通孔直径与超声波发生装置2的发声端的直径相适应，所述超声波发生装置2的发声端伸入这个通孔中，并与制备容器1的底面相接触。

具体实施方式四、本具体实施方式与具体实施方式三所述的所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置的区别在于，加热元件3为感应加热元件或电阻加热元件。

本实施方式中，多个感应加热元件或电阻加热元件均布在支撑架7上，所述多个感应加热元件或电阻加热元件的中心位于一条竖直直线上。所述多个感应加热元件或电阻加热元件组成一组加热元件3。

本实施方式的可以采用一组加热元件3为制备容器1中的待制备材料加热，也可以采用多组加热元件3为制备容器1中的待制备材料加热，每组加热元件3对应一个支撑架7，所述多组支撑架7均匀分布在制备容器1的外壁周围。

具体实施方式五、本具体实施方式与具体实施方式三所述的所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置的区别在于，所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置，其特征在于温度测量装置5为控温热电偶。

具体实施方式六、本具体实施方式与具体实施方式三所述的所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置的区别在于，制备容器1由钛合金材料制成。

具体实施方式七、基于具体实施方式六的所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的方法，它由以下步骤完成：

本实施方式中，超声波振动可在金属液体内产生声空化效应，空化泡崩溃时在陶瓷颗粒/液体界面引起局部高温、高压，清洁、活化陶瓷颗粒表面促进金属液与其润湿结合，以形成良好的结合界面；超声波在液体中形成具有方向性的声流作用，由于声流的“去的多，回得少”的特点，陶瓷颗粒将被源源不断地从声流强的区域带到声流弱的区域，从而在空间上呈梯度分布。另外在凝固过程中声空化和声流的协同作用可有效打碎生长的树枝晶，达到细化金属基体组织的目的。

具体实施方式八、本具体实施方式与具体实施方式七的区别在于，步骤一中所述的金属材料是Al、Zn、Cu、Al基合金、Zn基合金或Cu基合金中的一种。

具体实施方式九、本具体实施方式与具体实施方式七的区别在于，步骤二中所述第二相增强颗粒是B₄C、SiC、SiO₂、Al₂O₃、TiC、TiB₂、AlN、TiN或ZrO₂颗粒中的一种。

本实施方式中第二相增强颗粒的平均粒径为0.01~50μm。

具体实施方式十、本具体实施方式与具体实施方式七的区别在于，步骤三中所述的冷却方法为空冷或水冷。

具体实施方式十一、本具体实施方式与具体实施方式七的区别在于，步骤一将金属材料加热至其熔点以上的25～45℃。

具体实施方式十二、本具体实施方式与具体实施方式七的区别在于，步骤一将金属材料加热至其熔点以上的30～40℃。

具体实施方式十三、本具体实施方式与具体实施方式七的区别在于，步骤一将金属材料加热至其熔点以上的35℃。

具体实施方式十四、本具体实施方式与具体实施方式七~十三的区别在于，步骤二中所述加入到制备容器1内的金属溶液中的第二相增强颗粒的体积分数比为金属溶液的15~60%。

具体实施方式十五、本具体实施方式与具体实施方式七~十三的区别在于，步骤二中所述加入到制备容器1内的金属溶液中的第二相增强颗粒的体积分数比为金属溶液的25~50%。

具体实施方式十六、本具体实施方式与具体实施方式七~十三的区别在于，步骤二中所述加入到制备容器1内的金属溶液中的第二相增强颗粒的体积分数比为金属溶液的35~40%。

具体实施方式十七、本具体实施方式与具体实施方式七~十三的区别在于，步骤二中所述加入到制备容器1内的金属溶液中的第二相增强颗粒的体积分数比为金属溶液的38%。

具体实施方式十八、本具体实施方式与具体实施方式七~十七的区别在于，步骤二中超声波振动时间持续为12~110s后，关闭加热元件3，停止加热。

具体实施方式十九、本具体实施方式与具体实施方式七~十七的区别在于，步骤二中超声波振动时间持续为22~100s后，关闭加热元件3，停止加热。

具体实施方式二十、本具体实施方式与具体实施方式七~十七的区别在于，步骤二中超声波振动时间持续为32~90s后，关闭加热元件3，停止加热。

具体实施方式二十一、本具体实施方式与具体实施方式七~十七的区别在于，步骤二中超声波振动时间持续为42~80s后，关闭加热元件3，停止加热。

具体实施方式二十二、本具体实施方式与具体实施方式七~十七的区别在于，步骤二中超声波振动时间持续为52~70s后，关闭加热元件3，停止加热。

具体实施方式二十三、本具体实施方式与具体实施方式七~十七的区别在于，步骤二中超声波振动时间持续为65s后，关闭加热元件3，停止加热。

具体实施方式二十四、本具体实施方式通过具体的实施例说明本发明的方法：

本实施方式采用的金属材料是Zn-Al合金，其成份为（重量百分比）：Al:3.5-5.24%、Cu:2.5-3.5%、Mg:0.39%、Ag:0.43%、Si:0.5-0.8%、Zn：89.3％、Ni:0.1%、余量为Zn。Zn-Al合金的固－液相线（材料凝固和熔化的温度）为366～380℃。

所采用的第二相增强颗粒为SiC，平均尺寸为12μm，SiC增强相占体积比为20％。

将Zn-Al合金加入到铸模中，启动感应加热元件将该合金加热到400℃，待其完全熔化后，将第二相增强颗粒SiC加入到Zn-Al合金液中，同时启动超声波振动，超声频率为20KHz，振幅为10μm，超声波振动20s后，停止加热，空冷条件下一直施加超声波振动至材料凝固即可得到SiC颗粒增强的Zn基梯度复合材料。

所获材料的组织如图7所示。由图7可见，材料第二相SiC颗粒的分布沿材料厚度方向呈现梯度变化，越接近材料表面，SiC颗粒越密集。另外，材料组织致密，无气孔缺陷，基体合金呈现为近等轴晶组织。

具体实施方式二十五、本具体实施方式通过具体的实施例说明本发明的方法：

本实施方式采用的金属材料是纯Al，其熔点660℃。

所采用的第二相增强颗粒为SiC，平均尺寸为5μm，SiC增强相占体积比为45％。

将纯Al加入到钛合金制成的铸模中，启动感应加热元件将该合金加热到700℃，待其完全熔化后，将第二相增强颗粒SiC加入到Al金属液中，同时启动超声波振动，超声频率为20KHz，振幅为20μm，超声波振动30s后，停止加热，水冷条件下一直施加超声波振动至材料凝固，即可得到SiC颗粒增强的Al基梯度复合材料。

本具体实施方式中，采用温度测量装置5热电偶测量所述加热合金的温度，将热电偶的一端伸入到合金中，并通过温度显示装置6进行显示，实现对加热温度的控制。

Claims

1.利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置，它包括制备容器（1），其特征是：它还包括超声波发生装置（2）、加热元件（3）和支撑架（7），超声波发生装置（2）位于制备容器（1）的下面，且所述超声波发生装置（2）的超声波发出端朝向超声波发生装置（2）的底面；支撑架（7）位于制备容器（1）的侧面，加热元件（3）固定在位于制备容器（1）一侧的支撑架（7）表面上，所述加热元件（3）与制备容器（1）的距离10mm～30mm。

2.根据权利要求1所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置，其特征在于它还包括温度测量装置（5）和温度显示装置（6），所述温度测量装置（5）的用于测量制备容器（1）中的待制备材料的温度，所述温度测量装置（5）的温度信号输出端与温度显示装置（6）的温度信号输入端连接。

3.根据权利要求1所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置，其特征在于它还包括冷却水管（4），所述冷却水管（4）环绕并固定在制备容器（1）的外侧壁的下部。

4.根据权利要求1所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置，其特征在于加热元件（3）为感应加热元件或电阻加热元件。

5.根据权利要求1所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置，其特征在于温度测量装置（5）为控温热电偶。

6.根据权利要求1所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置，其特征在于制备容器（1）由钛合金材料制成。

7.基于权利要求1所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的装置的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的方法，其特征是：它由以下步骤完成：

步骤一、将金属材料置于制备容器（1）中，启动加热元件（3），将金属材料加热至其熔点以上的20～50℃，使所述金属材料完全熔化为金属溶液；

步骤二、向所述金属溶液中加入金属溶液体积百分比为的5~70%的第二相增强颗粒，同时施加频率为16~60KHz、振幅为10～60μm的超声波振动，所述超声波振动时间持续2~120s后，关闭加热元件（3），停止加热；

步骤三、对制备容器（1）内的金属溶液与第二相增强颗粒的混合物进行冷却至凝固，凝固后即为获得颗粒增强梯度复合材料；在凝固过程中，对金属溶液与第二相增强颗粒的混合物持续施加超声波。

8.根据权利要求7所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的方法，其特征在于步骤一中所述的金属材料是Al、Zn、Cu、Al基合金、Zn基合金或Cu基合金中的一种。

9.根据权利要求7所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的方法，其特征在于步骤二中所述第二相增强颗粒是B₄C、SiC、SiO₂、Al₂O₃、TiC、TiB₂、AlN、TiN或ZrO₂颗粒中的一种。

10.根据权利要求7所述的利用超声波制备颗粒增强梯度复合材料的方法，其特征在于步骤三中所述的冷却方法为空冷或水冷。