CN112725663B - 一种陶铝复合粉体及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种陶铝复合粉体，所述复合粉体由以下质量分数的组份组成：纳米陶铝粉末1～10份，铝金属为90～99份。本发明采用传统铝金属熔融后，加入纳米级陶铝粉末，通过通入氩气进行充分混合的方式，得到均匀的混合熔融液，最后雾化成陶铝复合粉末，兼具纳米陶铝粉末比强度高、弹性模量高的优点，也有铝金属塑性高的优点，具有良好的综合性能。另外，纳米陶铝粉末也可以作为形核剂的作用，雾化过程中提高细粉获得率。

Description

一种陶铝复合粉体及其制备方法
技术领域
本发明属于金属复合粉末材料领域，特别涉及一种陶铝复合粉体及其制备方法。
背景技术
颗粒增强金属基复合材料多采用金属或合金为基体，陶瓷颗粒为增强相，结合了金属基体的高塑性和陶瓷增强相的高强度，具有良好的综合性能优势，包括高比强度、高弹性模量、高疲劳强度、高蠕变抗力、高耐磨和低热膨胀率等，已经被广泛应用于汽车制造、航空、船舶等领域。纳米陶铝同时具有高硬度和纳米微粒尺寸小表面原子活性大的双重优势，而普通铝粉强度一般较低，二者结合将具有非常好的应用前景。
发明内容
本发明的目的是提供兼具纳米陶铝和铝粉优点的陶铝复合粉体，并提供上述材料的制备方法。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：一种陶铝复合粉体，所述复合粉体由以下质量分数的组份组成：纳米陶铝粉末1～10份，铝金属为90～99份。
进一步的，纳米陶铝粉末的尺寸为80～100nm。
进一步的，纳米陶铝粉末为碳化硅纳米颗粒增强铝基复合材料粉末、氧化铝纳米颗粒增强铝基复合材料粉末、氮化硼纳米颗粒增强铝基复合材料粉末或二硼化钛纳米颗粒增强铝基复合材料粉末。
进一步的，铝金属为纯铝或铝合金。
一种陶铝复合粉体的制备方法，包括以下步骤：
将铝金属和纳米陶铝粉末分别放入真空干燥箱进行干燥；
将铝金属放入感应熔炼炉中加热熔炼；
将纳米陶铝粉末加入感应熔炼炉中的铝熔液中，同时从炉底通入高纯氩气，搅拌金属铝液和纳米陶铝粉末，使其充分混合；
混合金属熔液通过喷嘴和高压氮气进行雾化，形成陶铝复合粉末。
本发明提供了一种将纳米陶铝粉末和金属铝液充分混合，并气雾化成陶铝复合粉末的方法，实现增强颗粒复合的目的。
铝金属为纯铝或其他牌号的铝合金，纳米陶铝粉末为碳化硅纳米颗粒增强铝基复合材料粉末、氧化铝纳米颗粒增强铝基复合材料粉末、氮化硼纳米颗粒增强铝基复合材料粉末或二硼化钛纳米颗粒增强铝基复合材料粉末。
制备陶铝复合粉体所用材料包括：纳米陶铝粉末1～10份，铝金属为90～99份，纳米陶铝粉末尺寸为80～100nm。陶铝复合粉体的制备方法为：将铝金属和纳米陶铝粉末分别放入真空干燥箱进行干燥；将铝金属放入感应熔炼炉中加热熔炼；将纳米陶铝粉末加入感应熔炼炉中的铝熔液中，同时从炉底通入高纯氩气，搅拌金属铝液和纳米陶铝粉末，使其充分混合；混合金属熔液通过喷嘴和高压氮气进行雾化，形成陶铝复合粉末。
本发明的有益效果：本发明采用传统铝金属熔融后，加入纳米级陶铝粉末，通过通入氩气进行充分混合的方式，得到均匀的混合熔融液，最后雾化成陶铝复合粉末，兼具纳米陶铝粉末比强度高、弹性模量高的优点，也有铝金属塑性高的优点，具有良好的综合性能。另外，纳米陶铝粉末也可以作为形核剂的作用，雾化过程中提高细粉获得率。
附图说明
图1是实施例所制备复合粉末的电镜照片1。
图2是实施例所制备复合粉末的电镜照片2。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。
需要说明的是，本申请的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
陶铝复合粉体的制备方法：将900g的块状1050铝合金和100g的纳米氧化铝粉末分别放入真空干燥箱中，温度90℃，保温时间3h。
温度降至室温时，取出铝合金和纳米氧化铝粉末备用。
将铝合金块体，放入熔炼炉中，进行熔炼，当完全熔化之后，投入纳米氧化铝粉末，并从熔炼炉底部通入氩气，进行搅拌混合，同时隔绝氧气，保护混合熔液。
打开喷嘴和高压氮气，熔液从喷嘴口流出，经过高压氮气交叉冲击区雾化成复合粉末，即得粉末产品。
所得到复合粉末粒径范围见表1，电镜照片见图1和图2。
表1
Figure BDA0002872824010000021
Figure BDA0002872824010000031
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。

Claims (4)

1.一种陶铝复合粉体，其特征在于：所述复合粉体由以下质量分数的组份组成：纳米陶铝粉末1～10份，铝金属为90～99份；94％的复合粉体的粒径在18.5nm以内；
所述纳米陶铝粉末为碳化硅纳米颗粒增强铝基复合材料粉末、氧化铝纳米颗粒增强铝基复合材料粉末、氮化硼纳米颗粒增强铝基复合材料粉末或二硼化钛纳米颗粒增强铝基复合材料粉末；
所述陶铝复合粉体采用以下步骤制备而成：
将铝金属和纳米陶铝粉末分别放入真空干燥箱进行干燥；
将铝金属放入感应熔炼炉中加热熔炼；
将纳米陶铝粉末加入感应熔炼炉中的铝熔液中，同时从炉底通入高纯氩气，搅拌金属铝液和纳米陶铝粉末，使其充分混合；
混合金属熔液通过喷嘴和高压氮气进行雾化，形成陶铝复合粉末。
2.根据权利要求1所述的陶铝复合粉体，其特征在于：所述纳米陶铝粉末的尺寸为80～100nm。
3.根据权利要求1所述的陶铝复合粉体，其特征在于：所述铝金属为纯铝或铝合金。
4.一种根据权利要求1所述陶铝复合粉体的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
将铝金属和纳米陶铝粉末分别放入真空干燥箱进行干燥；
将铝金属放入感应熔炼炉中加热熔炼；
将纳米陶铝粉末加入感应熔炼炉中的铝熔液中，同时从炉底通入高纯氩气，搅拌金属铝液和纳米陶铝粉末，使其充分混合；
混合金属熔液通过喷嘴和高压氮气进行雾化，形成陶铝复合粉末。
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