專利名稱：一種制備納米顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及鎂基復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種制備納米顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù) 合材料的方法。
背景技術(shù)：
鎂基復(fù)合材料作為最輕的金屬基結(jié)構(gòu)材料，具有非常高的比強(qiáng)度、比剛度，耐高溫 性能和阻尼性能良好，而且易于鑄造和機(jī)加工，在航空航天航海以及汽車等工業(yè)和軍事器 械制造等領(lǐng)域都有著廣泛的應(yīng)用前景；顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的性能除與增強(qiáng)相的種類有 關(guān)以外，特別與顆粒增強(qiáng)相的形態(tài)、尺寸以及分布等因素密切相關(guān)，這些因素都取決于鎂基 復(fù)合材料的制備方法；通過原位反應(yīng)合成制備顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料具有非常突出的優(yōu) 點(diǎn)，比如，原位生成顆粒細(xì)小、顆粒相與基體界面潔凈，界面潤濕性好，結(jié)合力強(qiáng)等，因此，原 位合成方法制備顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料備受關(guān)注。通過原位合成方法制備顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料采用的主要手段有兩種(一)混合 鹽和熔體直接反應(yīng)合成法，例如中國專利03116169. 3，發(fā)明名稱“混合鹽制備原位增強(qiáng) 鎂基復(fù)合材料工藝”提出采用混合鹽與熔體反應(yīng)法制備鎂基復(fù)合材料，即將混合鹽直接加 入到鎂基熔體，攪拌后澆鑄得到原位鎂基復(fù)合材料，該方法的不足是混合鹽加入集中，局部 反應(yīng)過于劇烈，溫度難以控制，顆粒相長大和團(tuán)簇嚴(yán)重，而且容易引起鎂在高溫氧化、燃燒 損失及吸氣等危害；(二)預(yù)制中間合金-二次合成方法，例如中國專利CN 101177742A, 發(fā)明名稱“原位制備TB2顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的方法”提出采用預(yù)制中間合金的方法， 先在鋁熔體中通過原位反應(yīng)制得含顆粒增強(qiáng)相的母體合金，將其加入到鎂熔體中制得復(fù)合 材料；第二種方法的優(yōu)點(diǎn)是將原位反應(yīng)與鎂熔體分開，防止鎂熔體局部溫度失控時(shí)引起燃 燒，但不足之處是顆粒相在鎂基熔體中會呈現(xiàn)明顯的團(tuán)簇和長大現(xiàn)象，嚴(yán)重影響了復(fù)合材 料的性能。因此，目前的原位合成顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料方法存在的主要不足是采用混合 鹽與鎂基熔體直接反應(yīng)法時(shí)，原位反應(yīng)合成過程難以有效控制；而采用預(yù)制中間合金-二 次合成方法時(shí)，顆粒增強(qiáng)相的團(tuán)簇和生長難以控制，其顆粒尺寸無法控制在微納米尺度；現(xiàn) 有技術(shù)中采用機(jī)械攪拌對解決上述問題有一定作用，但因?yàn)闄C(jī)械攪拌容易破壞鎂熔體上的 阻燃層，且容易破壞制備過程的惰性氣氛，容易導(dǎo)致失控性燃燒，另外，對于顆粒相的團(tuán)簇， 機(jī)械攪拌的不能保證熔池?cái)嚢杈鶆颍瑢刂茍F(tuán)簇及顆粒相的長大的作用非常有限；因此，需 要在原位合成顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料方法中引入新的反應(yīng)控制和顆粒團(tuán)簇及生長控制技 術(shù)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是針對目前合成顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料存在的不足，提供一種制 備顆粒增強(qiáng)相尺寸在納米尺度，且顆粒在基體內(nèi)分散均勻，顆粒相團(tuán)簇和長大得以控制的 鎂基復(fù)合材料制備方法，該方法同時(shí)具備安全、高效且適合大規(guī)模生產(chǎn)的方法。
本發(fā)明的技術(shù)路線是復(fù)合材料的制備過程采用兩步合成法，第一步是在脈沖磁 場與脈沖電場復(fù)合作用下在鋁熔體內(nèi)通過原位反應(yīng)生成含有納米增強(qiáng)顆粒的中間合金，該 過程利用原位反應(yīng)生成顆粒相的初始尺寸細(xì)小但易于通過團(tuán)簇和長大的特征，在反應(yīng)鹽與 熔體原位反應(yīng)過程中施加外場控制，本發(fā)明提出在熔體內(nèi)通入脈沖電流并同時(shí)對熔體施加 脈沖磁場，利用脈沖技術(shù)在熔體內(nèi)形成電磁沖擊震蕩效應(yīng)，改善顆粒生成即新相析出過程 的動力學(xué)，并使團(tuán)簇的顆粒分散形成新的顆粒析出核心，從而將顆粒相尺寸控制在納米尺 度；第二步是熔煉好鎂或鎂合金熔體后，將制備好的中間合金加入到鎂熔體內(nèi)，并通過外加 電磁場促進(jìn)中間合金在熔體內(nèi)混合均勻并促進(jìn)顆粒的分散，二次合成過程主要通過施加低 頻電磁場進(jìn)行電磁攪拌，提高熔體混勻速度，縮短合成時(shí)間并通過無接觸的電磁攪拌技術(shù) 抑制熔體內(nèi)顆粒相的團(tuán)簇和長大，使其尺寸仍保持在納米尺度并在熔體內(nèi)均勻分散。基于上述原理，實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的技術(shù)方案是
采用預(yù)制中間合金-二次合成方法制備納米顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料，第一步是在脈沖 磁場與脈沖電場復(fù)合作用下在鋁熔體內(nèi)通過原位反應(yīng)生成含有納米增強(qiáng)顆粒的中間合金； 第二步是熔煉好鎂或鎂合金熔體后，將制備好的中間合金加入到鎂熔體內(nèi)，并通過外加電 磁場促進(jìn)中間合金在熔體內(nèi)混合均勻并促進(jìn)顆粒的分散；主要具體步驟及特征如下
(1)混合鹽粉體或預(yù)制塊的制備；混合鹽粉體選擇鈦鹽、硼鹽或鋯鹽等，在 2000C _300°C的范圍內(nèi)烘干1-3小時(shí)，用研缽或球磨機(jī)研磨成細(xì)粉，粒度小于100 nm，稱量 后用鋁箔真空封裝，放入200°C -250°C的烘箱內(nèi)待用；混合鹽也可以做成預(yù)制塊，其步驟 為混合鹽充分脫水后在球磨機(jī)內(nèi)研磨至粒度小于100 nm，放入模具內(nèi)在室溫下壓制成型， 放入200°C _250°C的烘箱內(nèi)待用；
(2)制備含納米顆粒增強(qiáng)相的中間合金
中間合金以鋁基合金為主，用混合鹽與熔體直接反應(yīng)法在脈沖磁場與脈沖電場復(fù)合作 用下制備，將混合鹽如鈦鹽、硼鹽或鋯鹽，經(jīng)研磨、干燥后，在200°C _250°C的烘箱內(nèi)待用； 純鋁在700-900°C下熔化保溫，加入混合鹽后，向熔體內(nèi)通入脈沖電流并同時(shí)對熔體施加與 脈沖電流同脈寬和同作用頻率的脈沖磁場，即在脈沖磁場與脈沖電場的復(fù)合作用下進(jìn)行原 位反應(yīng)合成以制備含有納米增強(qiáng)顆粒的中間合金，根據(jù)熔體的攪拌強(qiáng)度調(diào)節(jié)電磁參數(shù)，保 溫合成10-15min后，脫氣除渣，準(zhǔn)備兌入鎂熔體內(nèi)，也可先澆注成中間合金(鋁基復(fù)合材料) 母錠，然后待用。制備中間合金階段采用本發(fā)明的典型特征是在脈沖磁場與脈沖電場的復(fù)合作用 下進(jìn)行原位反應(yīng)合成以制備含有納米增強(qiáng)顆粒的中間合金，所用的脈沖磁場與通入熔體的 脈沖電流的脈沖寬度和作用頻率相同，脈沖寬度為10// s-50ms，作用頻率為0. 1-10 Hz，脈 沖磁場的峰值強(qiáng)度為0. 1-10T，通入熔體的脈沖電流峰值密度為0. 1-10 A/cm2。(3)鎂或鎂基合金的熔煉。將基體合金(鎂或鎂合金)放入坩堝式熔爐內(nèi)，以NaCl、KCl和MgCl2的混合物作為 熔劑或用純氬氣進(jìn)行保護(hù)，熔煉溫度高于合金熔點(diǎn)溫度20-100°C ；為防止鎂的燃燒，需要加 入鎂基熔體重量百分比為0. 001%-0. 1%的鈹、0. 05%-0. 2%的鈣，以防止二次合成過程破壞 熔劑層或惰性氣氛而引起鎂燃燒。(4)電磁場下二次合成。鎂熔煉合格，中間合金熔體溫度也合格后，將中間合金熔體兌入到鎂基合金熔體內(nèi)，開啟電磁場對熔體攪拌，調(diào)整電磁參數(shù)使熔體攪拌強(qiáng)度適宜，攪拌5-lOmin后，關(guān)閉電 磁場，將熔體靜置4-lOmin后，溫度達(dá)到澆注溫度后，鑄造成型，得到顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材 料。二次合成階段采用本發(fā)明的典型特征是在低頻電磁攪拌磁場作用下進(jìn)行，電磁參 數(shù)范圍頻率l-50Hz，工作電流1-1000A，控制熔體中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度在0. 01-0. 1T，電磁參 數(shù)范圍頻率l-50Hz，工作電流1-1000A，控制熔體中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度在0. 01-0. 1T，根據(jù)熔 體的攪拌強(qiáng)度調(diào)節(jié)電磁參數(shù)，最優(yōu)參數(shù)是控制熔體中心磁感應(yīng)強(qiáng)度在0. 02-0. 05T。與現(xiàn)有技術(shù)相比本發(fā)明具有以下優(yōu)點(diǎn)和技術(shù)效果
(1)本發(fā)明采用預(yù)制中間合金-二次合成方法制備納米顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料，比直 接在鎂基合金內(nèi)合成具有反應(yīng)平穩(wěn)、操作與生產(chǎn)組織靈活、安全可靠、降低鎂氧化燒損和合 金吸氣并有利于控制顆粒的尺寸、數(shù)量和分布，具有非常顯著的優(yōu)勢；
(2)在制備含有納米增強(qiáng)顆粒的中間合金時(shí)，利用脈沖磁場與脈沖電流的協(xié)同耦合作 用，改善了原位反應(yīng)的熱力學(xué)與動力學(xué)，特別是脈沖磁場與熔體內(nèi)的脈沖電流及感應(yīng)電流 同時(shí)達(dá)到最大值，產(chǎn)生瞬間電磁沖擊震蕩效應(yīng)，其瞬態(tài)電磁沖擊力達(dá)到1012N/m3，可以將顆 粒細(xì)化到納米尺度，這是本發(fā)明最顯著的優(yōu)勢技術(shù)效果；
(3)在制備含有納米增強(qiáng)顆粒的中間合金時(shí)，施加的脈沖磁場與脈沖電場在熔體內(nèi)的 超短時(shí)脈沖導(dǎo)致的能量起伏，增加了顆粒相析出的瞬態(tài)形核速率，提高了反應(yīng)速率，使反應(yīng) 合成時(shí)間縮短，顆粒相產(chǎn)率增加；
(4)在制備含有納米增強(qiáng)顆粒的中間合金時(shí)，施加的脈沖磁場與脈沖電場復(fù)合作用，與 單一施加電磁場、超聲場等相比，其電與磁的耦合效應(yīng)，其作用相疊加而增強(qiáng)，比單一場具 有復(fù)合效應(yīng)以及節(jié)能等方面的優(yōu)勢；
(5)在制備含有納米增強(qiáng)顆粒的中間合金時(shí)，施加的脈沖磁場與脈沖電場復(fù)合作用，與 單一施加電磁場、超聲場等相比，其電與磁的耦合效應(yīng)，其作用相疊加而增強(qiáng)，比單一場具 有復(fù)合效應(yīng)以及節(jié)能等方面的優(yōu)勢；
(6)在制備含有納米增強(qiáng)顆粒的中間合金時(shí)，施加的脈沖磁場與脈沖電場都采用脈沖 充放電技術(shù)，比普通的直流電或交流電具有顯著的節(jié)能效果，脈沖磁場比普通直流或交流 磁場節(jié)約能源60%以上，且脈沖磁場與脈沖電流具有獨(dú)特的強(qiáng)沖擊振蕩效應(yīng)，特別是本發(fā) 明的脈沖磁場與脈沖電流以及熔體的感應(yīng)電流同時(shí)達(dá)到最大值，產(chǎn)生瞬態(tài)電磁沖擊力，對 細(xì)化顆粒與顆粒的分散非常有利；
(7)二次合成過程中施加低頻電磁場進(jìn)行電磁攪拌，使二次合成過程在整個(gè)熔體內(nèi)更 加均勻平緩地進(jìn)行，防止局部反應(yīng)劇烈失控并造成顆粒相的團(tuán)聚，因此，該過程施加的低頻 磁場有效控制了顆粒相的團(tuán)簇和長大，使其在基體內(nèi)分布均勻。用于說明采用本發(fā)明的典型技術(shù)效果的數(shù)據(jù)如下
1)本發(fā)明的兩步合成法的合成時(shí)間15-25min，比現(xiàn)有的技術(shù)縮短5-15min，特別是中 間合金與鎂熔體的二次合成時(shí)間縮短至5-lOmin，有效減少了鎂熔體的氧化燒損和減少熔 體吸氣和夾雜；
2)增強(qiáng)顆粒的尺寸控制在納米尺度，顆粒尺寸均勻，顆粒當(dāng)量直徑在SO-lOOnm。


圖1實(shí)施例2制備的鎂基復(fù)合材料鑄態(tài)組織SEM圖2實(shí)施例2中施加磁場與不施加磁場的鑄態(tài)組織對比SEM圖； (a)無外場(b)本發(fā)明。
具體實(shí)施例方式實(shí)施實(shí)例1 制備(AlJr+ZrB2)p/60%Mg-30%Al 復(fù)合材料
原材料基體鎂金屬，純鋁；反應(yīng)鹽=KJrF6-KBF4粉劑，精煉脫氣劑及扒渣劑；
制備過程如下
(1)金屬熔煉及粉體制備
2Kg純Al裝入坩堝，在25kW電阻爐中熔化升溫到900°C，脫氣、扒渣；所用試劑均在 250°C下充分烘干，其中KJrF6-KBF4，研磨成細(xì)粉(粒度小于lOOnm)，按顆粒增強(qiáng)相理論重量 30%稱量后用鋁箔包覆待用。4Kg純鎂在另一充滿氬氣的坩堝熔煉爐內(nèi)熔化至720°C，同時(shí)熔體內(nèi)配加0. 15%的 鈣阻燃，用NaCl、KCl和MgCl2混合熔劑。(2)原位反應(yīng)制備含顆粒增強(qiáng)相的鋁基合金
鋁液精煉除渣后，用鐘罩將KJrF6-KBF4壓入到坩堝內(nèi)的鋁液中，將坩堝置于脈沖磁場 線圈中，在熔體內(nèi)通入脈沖電流，開啟脈沖磁場，調(diào)整脈沖磁場的參數(shù)和脈沖電流的參數(shù)到 規(guī)定值，所用的脈沖磁場與通入熔體的脈沖電流的脈沖寬度和作用頻率相同，脈沖寬度為 10 ms，作用頻率為10 Hz，脈沖磁場的峰值強(qiáng)度為1 T，通入熔體的脈沖電流峰值密度為1 A/cm2 ；合成過程保溫在850°C，合成IOmin后，關(guān)閉脈沖磁場與脈沖電流電源，靜置后除渣 待用。( 3 ) 二次合成鎂基復(fù)合材料
鎂熔體溫度720°C下，將鎂坩堝置于磁場內(nèi)，將制備的鋁基復(fù)合材料熔體兌入鎂基熔體 內(nèi)，開啟低頻電磁場進(jìn)行電磁攪拌，所用磁場的頻率10Hz，電流200A，空載磁場中心磁感應(yīng) 強(qiáng)度0. 025T,合成過程溫度控制在不低于720°C ；電磁場下合成IOmin后，關(guān)閉磁場，靜置 5min后澆鑄到金屬模內(nèi)制得鎂基復(fù)合材料((AlJr+ZrB2) /60%Mg_30%Al )。附圖1是實(shí)施例1采用中間合金-二次合成方法制備鎂基復(fù)合材料鑄態(tài)組織SEM 圖；可以看出采用本發(fā)明，增強(qiáng)顆粒的尺寸控制在納米尺度，顆粒尺寸均勻，顆粒當(dāng)量直 徑在80-IOOnm鑄態(tài)缺陷也明顯減少。實(shí)施實(shí)例2 制備TB2顆粒增強(qiáng)鎂合金基復(fù)合材料
原材料基體鎂合金(Mg-11%Α1-0. 5%Zn-0. 2%Mn)；反應(yīng)鹽=K2TiF6-KBF4粉劑，精煉脫氣 劑及扒渣劑；
制備過程如下
(1)金屬熔煉及粉體制備
混合鹽試劑均在250°C 300°C下充分烘干，其中K2TiF6-KBF4，研磨成細(xì)粉(粒度小于 100目)，按顆粒增強(qiáng)相理論重量10%稱量后用鋁箔包覆待用。2Kg純鎂合金在另一充滿氬氣的坩堝熔煉爐內(nèi)熔化至750°C，同時(shí)熔體內(nèi)配加 0. 15%的鈣阻燃，用NaCUKCl和MgCl2混合熔劑。
(2)原位反應(yīng)制備含顆粒增強(qiáng)相的鋁基合金
鋁液精煉除渣后，用鐘罩將K2TiF6-KBF4壓入到坩堝內(nèi)的鋁液中，將坩堝置于脈沖磁場 線圈中，在熔體內(nèi)通入脈沖電流，開啟脈沖磁場，調(diào)整脈沖磁場的參數(shù)和脈沖電流的參數(shù)到 規(guī)定值，所用的脈沖磁場與通入熔體的脈沖電流的脈沖寬度和作用頻率相同，脈沖寬度為 100//s，作用頻率為1 Hz，脈沖磁場的峰值強(qiáng)度為0. 1 T，通入熔體的脈沖電流峰值密度為 10 A/cm2 ；合成過程保溫在750°C，合成IOmin后，關(guān)閉脈沖磁場與脈沖電流電源，靜置后除 渣待用。( 3 ) 二次合成鎂基復(fù)合材料
鎂熔體溫度720°C下，將鎂坩堝置于磁場內(nèi)，將制備的鋁基復(fù)合材料熔體兌入鎂基熔體 內(nèi)，開啟低頻電磁場進(jìn)行電磁攪拌，所用磁場的頻率7Hz，電流300A，空載磁場中心磁感應(yīng) 強(qiáng)度0. 075T，合成過程溫度控制在不低于720°C ；電磁場下合成IOmin后，關(guān)閉磁場，靜置 5min后澆鑄到金屬模內(nèi)制得鎂合金基復(fù)合材料(10%Ti&/Mg-ll%Al-0. 5%Zn_0. 2%Mn)。圖2給出了實(shí)施例2中施加磁場與不施加磁場的鑄態(tài)組織對比，可以發(fā)現(xiàn)，施加磁 場后，顆粒相的數(shù)量增加，同時(shí)顆粒細(xì)化，分布更加均勻。
權(quán)利要求
1.一種制備納米顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的方法，包括預(yù)制中間合金的步驟和將預(yù)制 的中間合金加入到鎂熔體中制得復(fù)合材料的步驟，其特征在于預(yù)制中間合金的步驟為 在脈沖磁場與脈沖電場復(fù)合作用下在鋁熔體內(nèi)通過原位反應(yīng)生成含有納米增強(qiáng)顆粒的中 間合金，所用的脈沖磁場與通入熔體的脈沖電流的脈沖寬度和作用頻率相同，脈沖寬度為 10// s-50ms，作用頻率為0. 1-10 Hz，脈沖磁場的峰值強(qiáng)度為0. 1-10T，通入熔體的脈沖電流 峰值密度為0. 1-10 A/cm2 ；將預(yù)制的中間合金加入到鎂熔體中制得復(fù)合材料的步驟指熔 煉好鎂或鎂合金熔體后，將制備好的中間合金加入到鎂熔體內(nèi)，并通過外加電磁場促進(jìn)中 間合金在熔體內(nèi)混合均勻并促進(jìn)顆粒的分散，靜置后鑄造成型，得到納米顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù) 合材料，所用外加電磁場為低頻攪拌磁場，電磁參數(shù)范圍頻率l-50Hz，工作電流1-1000A， 控制熔體中心的磁感應(yīng)強(qiáng)度在0. 01-0. 1T。
2.如權(quán)利要求1所述的一種制備納米顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的方法，其特征在于所 述預(yù)制中間合金的步驟為1)首先將混合鹽經(jīng)研磨、干燥后，在200°C_250°C的烘箱內(nèi)待用，混合鹽的粒度控制為 小于IOOnm ；2)純鋁在700-900°C下熔化保溫，加入混合鹽后，向熔體內(nèi)通入脈沖電流并同時(shí)對熔體 施加與脈沖電流同脈寬和同作用頻率的脈沖磁場，即在同頻同脈寬的脈沖磁場與脈沖電場 的復(fù)合作用下進(jìn)行原位反應(yīng)合成以制備含有納米增強(qiáng)顆粒的中間合金；3)根據(jù)熔體的攪拌強(qiáng)度調(diào)節(jié)電磁參數(shù)，保溫合成10-15min后，脫氣除渣，準(zhǔn)備兌入鎂 熔體內(nèi)或澆注成中間合金(鋁基復(fù)合材料)母錠，然后待用。
3.如權(quán)利要求1所述的一種制備納米顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的方法，其特征在于所 述將預(yù)制的中間合金加入到鎂熔體中制得復(fù)合材料的步驟為1)先熔煉鎂或鎂合金熔體；2)鎂熔煉合格后，將制備好的中間合金加入到鎂熔體內(nèi)，并通過外加電磁場電磁攪拌 促進(jìn)中間合金在熔體內(nèi)混合均勻并促進(jìn)顆粒的分散；3)攪拌5-lOmin后，關(guān)閉電磁場，將熔體靜置4-lOmin后，溫度達(dá)到澆注溫度后，鑄造成 型，得到納米顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料。
4.如權(quán)利要求3所述的制備納米顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的方法，其特征在于所述熔 煉鎂或鎂合金熔體的步驟為將基體合金(鎂或鎂合金)放入坩堝式熔爐內(nèi)，以NaCl、KC1和 MgCl2的混合物作為熔劑并用純氬氣進(jìn)行保護(hù)，熔煉溫度高于合金熔點(diǎn)溫度20-100°C ’為防 止鎂的燃燒，需要加入鎂基熔體重量百分比為0. 001%-0. 1%的鈹、0. 05%-0. 2%的鈣，以防止 二次合成過程破壞熔劑層或惰性氣氛而引起鎂燃燒。
5.如權(quán)利要求1所述的一種制備納米顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的方法，其特征在于通 過外加電磁場促進(jìn)中間合金在熔體內(nèi)混合均勻并促進(jìn)顆粒的分散時(shí)，控制熔體中心磁感應(yīng) 強(qiáng)度在 0. 02-0. 05T。
全文摘要
一種制備納米顆粒增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料的方法，涉及涉及鎂基復(fù)合材料制備技術(shù)領(lǐng)域。采用兩步合成法，第一步是在脈沖磁場與脈沖電場復(fù)合作用下在鋁熔體內(nèi)通過原位反應(yīng)生成含有納米增強(qiáng)顆粒的中間合金；第二步是熔煉好鎂或鎂合金熔體后，將制備好的中間合金加入到熔體內(nèi)，并通過外加電磁場促進(jìn)中間合金在熔體內(nèi)混合均勻并促進(jìn)顆粒的分散。本發(fā)明的主要優(yōu)點(diǎn)在于鎂基復(fù)合材料內(nèi)顆粒相控制在納米尺度且分散均勻，與一步直接合成法相比，采用本發(fā)明制備的復(fù)合材料內(nèi)顆粒相的數(shù)量易于準(zhǔn)確調(diào)節(jié)和控制，鎂熔體熔煉時(shí)間縮短，鎂的氧化和燃燒損失得到控制，另外鎂熔體吸氣量少，有利于控制鎂基復(fù)合材料的疏松、縮孔等組織缺陷。
文檔編號C22C23/02GK102121074SQ20111009518
公開日2011年7月13日 申請日期2011年4月15日 優(yōu)先權(quán)日2011年4月15日
發(fā)明者張勛寅, 張廷旺, 李桂榮, 王宏明, 趙玉濤 申請人:江蘇大學(xué)