陶瓷/铝共连续复合材料的制造方法

摘要

陶瓷/铝共连续复合材料的制造方法,属于复合材料制备领域,它的特点是首先制备具有三维连通孔洞的陶瓷预制件,将含有Mg、Si的铝合金加热熔化,待铝合金熔化后,将制备好的陶瓷预制件浸入铝液中,通惰性或非氧化性气氛保护,并将铝液温度升至760—1200℃保温1—10小时,取出陶瓷预制件,冷却至室温,便制得陶瓷/铝共连续复合材料,该方法不仅工艺简单,可实现无压渗铝,而且不受陶瓷预制件尺寸、形状限制、可近终形成型。

主权项

1、一种陶瓷/铝共连续复合材料的制造方法，其特征在于：首先制备具有三维连通孔洞的陶瓷预制件，再通过增加液态铝在陶瓷预制件表面的浸润性和在液固界面引入复相化学反应，使液态铝不需加压，在毛细管压力及反应压力的作用下自动进入陶瓷预制件中的连通孔洞，待其冷却到室温后便形成陶瓷/铝共连续复合材料，具体步骤如下：(1)制备具有三维连通孔洞的陶瓷预制件；可采用泥浆浇注或冷压方法制备陶瓷预制件，其中采用泥浆浇注方法时，陶瓷粉料的粒度为0.2-60μm，粘结剂选用粘土浆料、PVA聚乙烯醇、树脂水溶液或乳胶水溶液，并在浆料中加入0-20vol％熔融(其粒度＜30μm)SiO2，制成坯件，待干后，升温至200-500℃温度下保温1-3小时，脱粘结剂，再升温至1100-1500℃，保温2-5小时，制成具有三维连通孔洞的陶瓷预制件；采用冷压方法时，陶瓷粉料的粒度为0.2-70μm，粘结剂选用石腊、PVA聚乙烯醇、树脂或乳胶。加入0-20vol％熔融SiO2(＜30μm)，混匀后，在20-60MPa的压力下冷压成陶瓷预制坯件，然后在200-500℃温度下保温1-3小时脱粘结剂，再加热至1100-1500℃保温2-5小时，制成具有三维连通孔洞的陶瓷预制件；(2)将含有0.0-10.0wt％Mg，0.0-6.0wt％Si的铝合金放入石墨坩埚中，石墨坩埚放入可进行气氛控制的不锈或耐热钢套中，并同时放入箱式或井式电阻加热炉中加热；(3)待铝合金熔化后，将上述第一步骤所制备的具有三维连通孔洞的陶瓷预制件浸入铝液中，之后通惰性或非氧化性气氛(0-800cc/min)，并将铝液温度升至760℃-1200℃保温1-10小时，最后将陶瓷预制件取出冷却到室温，便得到陶瓷/铝共连续复合材料。