CN105728715A - 一种包裹型SiO2/Al复合粉体的制备方法 - Google Patents

一种包裹型SiO2/Al复合粉体的制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种包裹型SiO2/Al复合粉体的制备方法，所述制备方法如下：先将SiO2颗粒加入滚筒式球磨罐中进行球磨，采用50?500r/min的转速进行球磨，球磨1?10小时，再将金属Al粉加入已经球磨后的SiO2粉中一起进行球磨，采用50?150r/min的转速进行球磨，球磨0.5?30小时，即可制得包裹型SiO2/Al复合粉体。本发明具有操作简单、方便、易于控制、能耗少、产量大等优点，可有效解决铝基复合材料由于增强相分布不均匀和SiO2、Al晶粒之间润湿性较差而导致性能降低和生产成本较高的问题。

Description

一种包裹型SiO2/Al复合粉体的制备方法
技术领域
本发明属于超细材料及其制备方法，涉及一种具有无机粉体及其制备方法，尤其涉及一种二氧化硅包裹铝粉末的复合粉体制备方法。
背景技术
金属陶瓷是由金属或合金与一种或多种陶瓷相所组成的非均质的复合材料，其中后者约占材料体积的15%~85%，在制备温度下，金属相与陶瓷相间的溶解极微弱。金属陶瓷既保持了陶瓷材料的高硬度、耐磨损、耐腐蚀、耐高温、抗氧化性和化学稳定特性，又具备金属材料的高强度、高韧性和较高的导热、导电性，非金属成分使陶瓷-金属复合材料具有高硬度、热强性和耐磨性；金属陶瓷中的固体微粒通过金属相的结合，使金属陶瓷具有高强度和可塑性，是一种性能优异的工程材料。陶瓷-金属复合材料的性能取决于金属及陶瓷的性能、两者的体积百分数、结合性能及相界面的结合强度。
二氧化硅（化学式：SiO2）是一种酸性氧化物，不溶于水，不溶于酸，二氧化硅用途很广泛，主要用于制造玻璃、陶器、搪瓷和耐火材料、金属陶瓷等重要的工程材料。
铝基复合材料是金属基复合材料中研究应用最广泛的一种,具有高比强度和比弹性模量,良好的耐磨损、耐疲劳与抗蠕变等性能以及导热导电性能良好、热膨胀系数低、尺寸稳定性好等特点，目前，Al基复合材料基体与增强体由于两相之间润湿性较差，在高温难以烧结致密化成为粉末冶金法制备该复合材料最大的困难。
随着新材料制备技术向微观精细化发展，粉体的团聚与分散问题已经成为制备与发展新材料及超细粉体的瓶颈，粉体的表面处理技术变得越来越重要。粉体壳核就是表面改性技术的一种特殊方法，就是将一种粒子作为核，在其表面壳核一种或多种其它粒子形成复合粒子的方法。粒子壳核技术不但可以制备多功能的复合粒子，而且还广泛地用于粒子表面改性。因此，超细粒子壳核技术广泛用于陶瓷材料、电子材料、生物材料、药品工业、涂料、油漆、粉未冶金及军事领域。目前，出现了包裹型TiO2、SiC、石墨等复合粉体，还没有出现能够反应烧结制备SiO2/Al金属陶瓷材料的包裹型SiO2/Al复合粉体原料，有助于增强相与基体之间相分布微观均匀化提高金属陶瓷复合材料的性能，SiO2/Al复合粉体原料在高温烧结时，将发生原位氧化还原反应，必将改善SiO2和Al晶粒之间润湿性，这使得可以采用粉末冶金法制备SiO2/Al金属陶瓷材料，导致其生产成本将大幅度降低。
发明内容
本发明的目的一举同时解决铝基复合材料由于增强相分布不均匀和SiO2、Al晶粒之间润湿性较差而导致性能降低和生产成本较高的不足之处，将Al粉原料进行表面处理，引入一相或多相性能优异的增强相，由于SiO2颗粒质地较硬，而金属Al球较软，采用球磨的方法，将SiO2颗粒钉扎在金属Al球的表面，从而制得包裹型SiO2/Al复合粉体。
本发明是一种包裹型SiO2/Al复合粉体的制备方法，其特点在于：所述制备方法具体为：先将SiO2颗粒加入滚筒式球磨罐中进行球磨，采用50-500r/min的转速进行球磨，球磨1-10小时，再将金属Al粉加入已经球磨后的SiO2粉中一起进行球磨，采用50-150r/min的转速进行球磨，球磨0.5-30小时，即可制得包裹型SiO2/Al复合粉体。
进一步地，所述的加入Al粉进行共同球磨时，SiO2粉的粒度小于Al粉粒度。
进一步地，所述的SiO2粉配料质量百分比小于Al粉配料质量百分比。
本发明具有操作简单、方便、易于控制、能耗少、产量大，制备的包裹型SiO2/Al复合粉体原料，并可通过调节工艺条件精确控制复合粉体的性质，如：包裹层厚度、包裹的致密性、包裹的均匀性等。
附图说明
附图1为本发明的包裹型SiO2/Al复合粉体的制备方法流程图；
附图2为铝粉及复合粉体显微分析图。
具体实施方式
实施例1，如附图1所示，一种包裹型SiO2/Al复合粉体的制备方法，先将100克SiO2粉加入滚筒式球磨罐中进行球磨，采用50r/min的转速进行球磨，球磨1小时，再将300克Al粉加入已经球磨后的SiO2粉中一起进行球磨，采用50r/min的转速进行球磨，球磨0.5小时，即可制得包裹型SiO2/Al复合粉体原料。
实施例2，如附图1所示，一种包裹型SiO2/Al复合粉体的制备方法，先将1000克SiO2粉加入滚筒式球磨罐中进行球磨，采用500r/min的转速进行球磨，球磨10小时，再将2000克Al粉加入已经球磨后的SiO2粉中一起进行球磨，采用150r/min的转速进行球磨，球磨30小时，即可制得包裹型SiO2/Al复合粉体原料。
实施例3，如附图1所示，一种包裹型SiO2/Al复合粉体的制备方法，先将500克SiO2粉加入滚筒式球磨罐中进行球磨，采用300r/min的转速进行球磨，球磨5小时，再将1000克Al粉加入已经球磨后的SiO2粉中一起进行球磨，采用100r/min的转速进行球磨，球磨20小时，即可制得包裹型SiO2/Al复合粉体原料，如附图2所示，图中(a)为铝粉(b)为包裹SiO2/Al复合粉体。

Claims (3)

1.一种包裹型SiO2/Al复合粉体的制备方法，其特点在于：所述制备方法如下：先将SiO2颗粒加入滚筒式球磨罐中进行球磨，采用50-500r/min的转速进行球磨，球磨1-10小时，再将金属Al粉加入已经球磨后的SiO2粉中一起进行球磨，采用50-150r/min的转速进行球磨，球磨0.5-30小时，即可制得包裹型SiO2/Al复合粉体。
2.如权利要求1所述的一种包裹型SiO2/Al复合粉体的制备方法，其特征在于，所述的加入Al粉进行共同球磨时，SiO2粉的粒度小于Al粉粒度。
3.如权利要求1所述的一种包裹型SiO2/Al复合粉体的制备方法，其特征在于，所述的SiO2粉配料质量百分比小于Al粉配料质量百分比。
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