一种高强韧金属基纳米复合材料的制备方法

摘要

一种复合材料技术领域的高强韧金属基纳米复合材料的制备方法。本发明首先采用气氛热处理技术，在片状金属粉末的表面原位反应生成一层纳米陶瓷薄膜，然后再采用粉末冶金技术进行致密化处理，获得大块密实的金属基复合材料。本发明制备的金属基复合材料具有金属/陶瓷交替的叠层结构，其中陶瓷层可以有效抑制金属层的回复和晶粒长大，提高位错存储能力，保持纳米晶基体组织，并导致裂纹的偏转和钝化，从而实现高强韧匹配的力学性能。本发明简便易行，可实现大尺寸复合材料的宏量化制备，有助于推动金属基纳米复合材料的工程化应用。

主权项

一种高强韧金属基纳米复合材料的制备方法，其特征是：首先采用气氛热处理技术，在片状金属粉末的表面原位反应生成一层纳米陶瓷薄膜，然后再采用粉末冶金技术进行致密化处理，获得大块密实的金属基复合材料； 具体包括以下步骤： （1）制备片状金属粉末：采用球磨技术，将原料金属粉末加工成厚度为50‑1000nm的片状金属粉末； （2）气氛热处理：在特定反应性气氛下对上述片状金属粉末进行热处理，在片状金属粉末表面原位生成一层厚度为5‑100nm的陶瓷薄膜，得到片状陶瓷/金属粉末； （3）致密化处理：采用粉末冶金技术，对上述片状陶瓷/金属粉末进行致密化处理，即得到密实的大块金属基复合材料； 所述的球磨为湿法球磨，通过加入溶剂改善对片状金属粉末的形状调控，所述的溶剂选自乙醇、甲醇、溶剂油、石油醚、水中的一至多种，其中加入钛酸酯、硬脂酸、咪唑啉、聚乙烯醇、聚乙二醇中的一至多种作为助磨剂； 所述的反应性气氛为氧气、氮气、氨气、甲烷、乙炔、乙醇、空气、天然气中的一种，或者上述多种气体的混合气体； 所述的气氛热处理温度为所述原料金属粉末熔点的0.9倍以下，通过气‑固反应在片状金属粉末表面生成陶瓷薄膜。