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一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法與流程

文檔序號:11146439閱讀:來源:國知局

技術特征:

1.一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法,其特征在于,具體步驟為:

1)初步堿洗:首先配置物質的量濃度為2~5mol/L的強堿溶液,然后將配置好的強堿溶液加熱到60~80℃保溫,將碳化硅顆粒浸入強堿溶液中,浸泡時間為2~4小時,浸泡過程中不斷對溶液進行攪拌,堿洗完成后用自來水稀釋堿液并過濾分離碳化硅顆粒和溶液,將過濾后的碳化硅顆粒再用清水浸洗去除顆粒表面殘存的堿液,然后過濾烘干獲得堿洗后的碳化硅顆粒;

2)刻蝕:首先配置質量分數為4%~10%HF溶液,配置過程中對溶液充分攪拌,使得溶液中HF分布均勻,然后將步驟1)所得的堿洗后的碳化硅顆粒浸入配置好的HF溶液中刻蝕,刻蝕溫度為常溫,刻蝕時間為1.5~2.5h,刻蝕完成后,將反應液在超聲波震蕩機中震蕩10min,使得碳化硅表面沉積的反應物充分溶解到溶液中,然后用自來水稀釋反應液并過濾分離碳化硅顆粒和溶液,將過濾后的碳化硅顆粒再用清水浸洗去除粉末表面殘存的反應液,然后過濾烘干獲得刻蝕后的碳化硅顆粒;

3)浸泡前驅體溶液:按照體積比氯銥酸溶液:乙醇:氯化銅溶液=1:1~2:5~10的量取氯銥酸溶液、乙醇和氯化銅溶液,并將混合液攪拌均勻,其中,上述氯銥酸溶液中銥的質量百分含量為35%,氯化銅溶液中氯化銅的質量分數為20%,然后將步驟2)所得的刻蝕后的碳化硅顆粒浸泡在上述前驅體溶液中,攪拌5~10min,攪拌后將前驅體溶液倒出,倒出過程中避免碳化硅顆粒隨著前驅體溶液流出,然后將浸泡后的碳化硅顆粒鋪展開,均勻地平鋪在不銹鋼板上并移入烘干箱內烘干10min,烘干后的碳化硅顆粒再次浸入上述倒出來的前驅體溶液中攪拌5~10min,攪拌后再次將前驅體溶液倒出,并再次將浸泡后的碳化硅顆粒鋪展開,均勻地平鋪在不銹鋼板上移入烘干箱內烘干10min;重復以上過程共3~5次,最后一次浸泡前驅體溶液的工藝為:先攪拌5~10min,然后靜置30~60min,最后獲得表面附著前驅體相的碳化硅顆粒;

4)熱分解:將步驟3)中獲得的表面附著前驅體相的碳化硅顆粒在450~500℃的馬弗爐中熱分解1~2h,然后取出空冷至室溫,獲得表面附著Ir-Cu復合層的碳化硅顆粒;

5)無壓滲透:將步驟4)獲得的碳化硅顆粒和助滲劑按照質量比碳化硅:助滲劑為25~35:1的比例混合均勻,助滲劑的加入能夠破壞鋁合金液中的氧化膜,還能促進鋁合金液與增強相浸潤,先將混合后的粉末堆積在澆注模子內,然后將鋁硅合金在800~900℃下熔化成液態,再將液態鋁合金澆注到模子內,澆注后立即將模子轉移到800~900℃的馬弗爐中保溫0.5~1h,保溫后空冷到400℃以下后水冷至室溫,制得碳化硅增強鋁基復合材料。

2.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法,其特征在于,所述強堿為氫氧化鈉或者氫氧化鉀。

3.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法,其特征在于,浸泡過程中,采用磁力攪拌法對溶液進行攪拌。

4.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法,其特征在于,碳化硅顆粒的粒度為50~200μm。

5.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法,其特征在于,碳化硅和前驅體溶液的分離工序可以采用抽濾機抽濾分離。

6.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法,其特征在于,所述助滲劑為鋁粉、鎂粉、硅粉中的其中一種。

7.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法,其特征在于,所述鋁硅合金的成分為:Si 6.5%~13%;Fe≤0.7%;Cu≤0.3%;Mn≤0.5%;余量為Al。

8.根據權利要求1所述的一種碳化硅增強鋁基復合材料的制備方法,其特征在于,根據所需產品的形狀設計所述澆注模子內腔體的形狀。

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