CN1151903C - 一种原位铝基复合材料反应热压制备方法 - Google Patents
一种原位铝基复合材料反应热压制备方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN1151903C CN1151903C CNB011063467A CN01106346A CN1151903C CN 1151903 C CN1151903 C CN 1151903C CN B011063467 A CNB011063467 A CN B011063467A CN 01106346 A CN01106346 A CN 01106346A CN 1151903 C CN1151903 C CN 1151903C
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- hot pressing
- graphite
- base composition
- preparing
- graphite jig
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
- 238000007731 hot pressing Methods 0.000 title claims abstract description 27
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title claims abstract description 17
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 title claims abstract description 16
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims description 17
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 title claims description 6
- OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N Carbon Chemical compound [C] OKTJSMMVPCPJKN-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 31
- 229910002804 graphite Inorganic materials 0.000 claims abstract description 31
- 239000010439 graphite Substances 0.000 claims abstract description 31
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 9
- 238000005245 sintering Methods 0.000 claims abstract description 8
- 239000000376 reactant Substances 0.000 claims abstract description 4
- 229910052582 BN Inorganic materials 0.000 claims description 6
- PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N Boron nitride Chemical compound N#B PZNSFCLAULLKQX-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 239000003795 chemical substances by application Substances 0.000 claims description 6
- 238000005056 compaction Methods 0.000 claims description 6
- 238000007872 degassing Methods 0.000 claims description 6
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 6
- 238000002156 mixing Methods 0.000 claims description 6
- 238000012856 packing Methods 0.000 claims description 6
- 238000010792 warming Methods 0.000 claims description 6
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 8
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 abstract description 8
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 7
- 239000002131 composite material Substances 0.000 abstract description 5
- 230000006835 compression Effects 0.000 abstract 1
- 238000007906 compression Methods 0.000 abstract 1
- 238000000280 densification Methods 0.000 abstract 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 11
- 239000011159 matrix material Substances 0.000 description 11
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 description 7
- GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N Titan oxide Chemical compound O=[Ti]=O GWEVSGVZZGPLCZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 6
- 239000004411 aluminium Substances 0.000 description 5
- QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N B#[Ti]#B Chemical compound B#[Ti]#B QYEXBYZXHDUPRC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N Copper oxide Chemical compound [Cu]=O QPLDLSVMHZLSFG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 229910033181 TiB2 Inorganic materials 0.000 description 4
- 238000000498 ball milling Methods 0.000 description 4
- PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N Alumina Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Al+3].[Al+3] PNEYBMLMFCGWSK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N Boron Chemical compound [B] ZOXJGFHDIHLPTG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000012071 phase Substances 0.000 description 3
- 239000004408 titanium dioxide Substances 0.000 description 3
- 229910052810 boron oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 2
- 229960004643 cupric oxide Drugs 0.000 description 2
- JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N diboron trioxide Chemical compound O=BOB=O JKWMSGQKBLHBQQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000003541 multi-stage reaction Methods 0.000 description 2
- RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N Titanium Chemical compound [Ti] RTAQQCXQSZGOHL-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 1
- 238000005266 casting Methods 0.000 description 1
- 238000005253 cladding Methods 0.000 description 1
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 1
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 1
- 238000001513 hot isostatic pressing Methods 0.000 description 1
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 description 1
- 239000007769 metal material Substances 0.000 description 1
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 1
- 239000011148 porous material Substances 0.000 description 1
- 230000001902 propagating effect Effects 0.000 description 1
- 238000003786 synthesis reaction Methods 0.000 description 1
- 239000010936 titanium Substances 0.000 description 1
- 229910052719 titanium Inorganic materials 0.000 description 1
Landscapes
- Ceramic Products (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Compositions Of Oxide Ceramics (AREA)
Abstract
一种原位铝基复合材料反应热压制备方法,其特征在于:将预定配比的反应物粉末均匀混合后在高强石墨模具中冷压实,放入真空热压炉中加热除气,升温至780-900℃烧结0.2-2小时,随后降温至560-620℃在50-150MPa压力下加压密化。本发明方法所获得热压锭的实际密度可达理论密度的98%以上。
Description
技术领域:
本发明涉及金属材料,特别提供了一种原位铝基复合材料反应热压制备技术,适用于采用各种粉末反应物制备高密度的原位铝基复合材料。
背景技术:
近年来,原位生长陶瓷相增强铝基复合材料得到迅速发展,其制备方法通常可分为铸造法和粉末冶金法两大类。采用粉末冶金法制备原位铝基复合材料时,为实现反应物之间的化学反应,通常需要在铝熔点之上的温度进行液相烧结,或采用自蔓延高温反应合成方法,这样所形成的复合材料是一种多孔材料(Scripta Metall.Mater.,vol.24,No.5(1990),873-878和Mater.Sci.Eng.,vol.A187,(1994),189-199),这样的多孔复合材料必须在表面包覆后进行大变形量的二次加工或进行热等静压才能获得较高的密度。
发明内容:
本发明的目的在于提供一种原位铝基复合材料反应热压制备方法,该方法操作简单,所制备复合材料的实际密度可达理论密度的98%以上。
本发明提供了一种原位铝基复合材料反应热压制备技术,其特征在于:将均匀混合的预定配比的反应物粉末装入石墨模具冷压实,真空加热除气,在560-600℃热压至75-85%理论密度,然后升温至780-900℃真空烧结0.2-2小时,随后降温至560-620℃在50-150MPa压力下加压密化。
本发明中可以采用圆柱型两端开口高强石墨模具,上下石墨压头与石墨模具紧密滑动装配,在石墨模具内壁和压头上涂氮化硼做脱模剂。
本发明提出了一个新的原位铝基复合材料反应热压制备技术,该技术融陶瓷增强相的原位反应合成和复合材料的加压密化于一体,通过热压模具的合理设计和工艺参数的合理选择,在一个工艺步骤中实现反应物向预定原位陶瓷增强相的放热转变和随后的加压密化,所制备复合材料的实际密度可达理论密度的98%以上。即通过反应热压就可获得较高质量的原位铝基复合材料。并且本发明在对复合材料进行二次加工时不需要采用复杂的表面包覆工艺。这样不仅可简化原位铝基复合材料的制备工艺,而且可以明显提高复合材料的质量。有理由相信反应热压制备技术作为一种新的制备方法在制造原位铝基复合材料方面将有着广阔的应用前景。
具体实施方式:
下面通过实施例详述本发明。
实施例1
14.7vol.%三氧化二铝和5.3vol.%二硼化钛弥散强化铝复合材料反应热压制备工艺:采用内径60毫米高度150毫米的圆柱型两端开口高强石墨模具,配备与石墨模具紧密滑动装配的上下石墨压头,在石墨模具内壁和压头上涂氮化硼做脱模剂,将预定配比的铝、二氧化钛和三氧化二硼粉末用高能球磨方法混合均匀,装入石墨模具冷压实,真空加热除气,在600℃热压至82%理论密度,然后升温至820℃真空条件下烧结0.4小时,随后降温至600℃在100MPa压力下加压密化,复合材料热压锭的实际密度为理论密度的98.5%。
实施例2
15vol.%二硼化钛粒子增强铝复合材料反应热压制备工艺:采用内径50毫米高度120毫米的圆柱型两端开口高强石墨模具,配备与石墨模具紧密滑动装配的上下石墨压头,在石墨模具内壁和压头上涂氮化硼做脱模剂,将预定配比的铝、钛和硼粉末用高能球磨方法混合均匀,装入石墨模具冷压实,真空加热除气,在600℃热压至83%理论密度,然后升温至825℃真空条件下烧结0.2小时,随后降温至590℃在90MPa压力下加压密化,复合材料热压锭的实际密度为理论密度的99%。
实施例3
11vol.%三氧化二铝和9vol.%二硼化钛弥散强化Al-3.2Cu合金基复合材料反应热压制备工艺:采用内径60毫米高度150毫米的圆柱型两端开口高强石墨模具,配备与石墨模具紧密滑动装配的上下石墨压头,在石墨模具内壁和压头上涂氮化硼做脱模剂,将预定配比的铝、二氧化钛、硼和氧化铜粉末用高能球磨方法混合均匀,装入石墨模具冷压实,真空加热除气,在580℃热压至78%理论密度,然后升温至840℃真空条件下烧结0.5小时,随后降温至570℃在80MPa压力下加压密化,复合材料热压锭的实际密度为理论密度的98.8%。
实施例4
11.4vol.%三氧化二铝和8.6vol.%二硼化钛弥散强化Al-6Cu合金基复合材料反应热压制备工艺:采用内径60毫米高度150毫米的圆柱型两端开口高强石墨模具,配备与石墨模具紧密滑动装配的上下石墨压头,在石墨模具内壁和压头上涂氮化硼做脱模剂,将预定配比的铝、二氧化钛、硼和氧化铜粉末用高能球磨方法混合均匀,装入石墨模具冷压实,真空加热除气,在600℃热压至85%理论密度,然后升温至860℃真空条件下烧结0.2小时,随后降温至580℃在90MPa压力下加压密化,复合材料热压锭的实际密度为理论密度的99%。
Claims (2)
1、一种原位铝基复合材料反应热压制备方法,其特征在于:将均匀混合的预定配比的反应物粉末装入石墨模具冷压实,真空加热除气,在560-600℃热压至75-85%理论密度,然后升温至780-900℃真空烧结0.2-2小时,随后降温至560-620℃在50-150MPa压力下加压密化。
2、按照权利要求1所述原位铝基复合材料反应热压制备方法,其特征在于:采用圆柱型两端开口高强石墨模具,上下石墨压头与石墨模具紧密滑动装配,在石墨模具内壁和压头上涂氮化硼做脱模剂。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB011063467A CN1151903C (zh) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 一种原位铝基复合材料反应热压制备方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CNB011063467A CN1151903C (zh) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 一种原位铝基复合材料反应热压制备方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN1376549A CN1376549A (zh) | 2002-10-30 |
CN1151903C true CN1151903C (zh) | 2004-06-02 |
Family
ID=4655372
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CNB011063467A Expired - Fee Related CN1151903C (zh) | 2001-03-23 | 2001-03-23 | 一种原位铝基复合材料反应热压制备方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
CN (1) | CN1151903C (zh) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103710581B (zh) * | 2013-12-27 | 2015-11-18 | 江苏大学 | 一种纳米Al2O3颗粒增强铝基复合材料的制备方法 |
CN110079689B (zh) * | 2019-05-06 | 2021-08-03 | 西南交通大学 | 一种原位铝基复合材料及其制备方法 |
-
2001
- 2001-03-23 CN CNB011063467A patent/CN1151903C/zh not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN1376549A (zh) | 2002-10-30 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN110257684B (zh) | 一种FeCrCoMnNi高熵合金基复合材料的制备工艺 | |
CN101956094B (zh) | 一种高强高导弥散强化铜合金的制备方法 | |
CN103205721B (zh) | 一种钛铝合金靶材的生产方法 | |
CN110408833A (zh) | 一种NbTaTiZr高熵合金及其粉末的制备方法 | |
CN109732077A (zh) | 一种全致密碳化硅增强铝基复合材料坯锭及其制备方法 | |
CN106917009B (zh) | 一种高体积分数SiC增强Al基复合材料的制备方法 | |
CN1161483C (zh) | 一种高强度原位铝基复合材料 | |
JP3774758B2 (ja) | TiB粒子強化Ti2AlNb金属間化合物基複合材料とその製造方法 | |
CN107217168A (zh) | 一种熔渗法氧化锆‑铜复合金属陶瓷及其制备方法 | |
CN109082568A (zh) | 一种原位合成纳米CuAl2/Al2O3增强铝基复合材料的制备方法 | |
CN107841669B (zh) | 一种高导热活性复合封装材料及其制备方法 | |
CN109231990A (zh) | 一种碳化钨-金刚石复合材料的制备方法 | |
CN109518037A (zh) | 一种SPS制备的Ti-18Mo-xSi合金材料及其制备方法 | |
CN105803283A (zh) | 一种Nb-Si-Ti-W-Cr合金棒材及其制备方法 | |
CN1151903C (zh) | 一种原位铝基复合材料反应热压制备方法 | |
CN1081242C (zh) | 由元素粉末直接制备TiNi基形状记忆合金的方法 | |
US20040202883A1 (en) | Metal-ceramic composite material and method for production thereof | |
CN110453123A (zh) | 制备铝锂合金的方法 | |
CN1239284C (zh) | 由元素粉末直接制备TiNi形状记忆合金管接头的方法 | |
CN113957294A (zh) | 一种CrCoNi中熵合金增强Al基复合材料及其制备方法 | |
CN114892045A (zh) | 原位自组装核壳结构增强铝基复合材料及其制备方法 | |
CN114605158A (zh) | 一种钛合金熔炼用氮化物复合耐火材料及其制备方法 | |
Suganuma | Simple fabrication process of intermetallic compounds utilizing low-temperature pressure casting of aluminum | |
CN113088909A (zh) | 一种镍铬合金溅射靶材及其热压制备方法 | |
CN110331315A (zh) | 一种碳纳米管及复合稀土多元增强铝基复合材料的方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
C19 | Lapse of patent right due to non-payment of the annual fee | ||
CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |