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| 一種中高體分碳化硅鋁基復合材料的制備方法及其裝置 |
| 來(lái)源：中國粉體技術(shù)網(wǎng) 更新時(shí)間：2013-11-25 08:54:18 瀏覽次數： |
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專(zhuān)利名稱(chēng)：一種中高體分碳化硅鋁基復合材料的制備方法及其裝置
專(zhuān)利持有人：華南理工大學(xué)
所屬行業(yè)：
內容摘要：本發(fā)明公開(kāi)了一種體積分數為45%～70%的中高體分碳化硅鋁基復合材料的制備方法，并為該方法設計了專(zhuān)用保壓 排氣裝置。本發(fā)明采用壓力鑄造法，選用粗、細兩種不同粒徑的碳化硅材料為原料，根據碳化硅體積分數的要求，按質(zhì)量比為：1:0 4～4配粉并混合均勻；... |
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發(fā)明人：屈盛官,樓華山,李小強,譚幽輝
申請人：華南理工大學(xué)
申請號：CN201310151241.1
本發(fā)明公開(kāi)了一種體積分數為45%～70%的中高體分碳化硅鋁基復合材料的制備方法，并為該方法設計了專(zhuān)用保壓/排氣裝置。本發(fā)明采用壓力鑄造法，選用兩種不同粒徑的碳化硅材料作為制備碳化硅鋁基復合材料的原料，制備方法具體步驟及其工藝條件如下：步驟一：備料要求碳化硅純度大于99.6%，顆粒粒徑分布的離散度在0.8～1.2之間，顆粒表面干凈無(wú)油污；采用兩種不同粒徑的碳化硅材料混合而成的混合粉為原料，所述兩種不同粒徑的碳化硅材料是指：一種粗顆粒碳化硅與一種細顆粒碳化硅，根據碳化硅體積分數的要求，粗顆粒碳化硅與細顆粒碳化硅按質(zhì)量比為：1:0.4～4配粉并混合均勻，所述粗顆粒碳化硅的平均粒徑選用規格如下：58mm、45mm，細顆粒碳化硅的平均粒徑選用規格如下：6.5mm、2.6mm；兩種不同粒徑的粗細顆粒碳化硅配粉方式為：58mm與6.5mm；45mm與2.6mm；步驟二：制備碳化硅多孔骨架將兩種不同粒徑的碳化硅材料混合粉倒入石墨模具，根據碳化硅體積分數的要求，選用0.1～15MPa壓強，將碳化硅材料壓制成型，成型后至少保壓15分鐘，隨后將碳化硅成型件放入高溫爐中，至少加熱至1600℃，并至少保溫2小時(shí)，高溫爐冷卻后，脫模，即可獲得碳化硅多孔骨架；步驟三：碳化硅鋁基復合材料的制備（1）對碳化硅多孔骨架進(jìn)行檢查與測試，選用滿(mǎn)足以下條件的碳化硅多孔骨架：外形完整、無(wú)裂紋，內部無(wú)氣孔、無(wú)裂紋，碳化硅體積分數α與顯氣孔率ψ之和大于等于95%，抗壓強度σ≥7Mpa；（2）將滿(mǎn)足上述要求的碳化硅多孔骨架裝入石墨底板頂部的階梯孔中，直至與石墨底板接觸，隨后將安裝有碳化硅多孔骨架的石墨底板壓入凹模底部的配合孔中，直至石墨底板與配合孔上方的圓環(huán)緊密接觸；（3）凹模連同凹模內的碳化硅多孔骨架一同預熱到至少650℃后，將熔融的鋁液倒入凹模，隨后開(kāi)動(dòng)壓力機，將粘著(zhù)石墨隔離塊的凸模壓入凹模的型腔內，壓入凹模型腔內的石墨隔離塊將壓力傳遞給鋁液，鋁液受壓后隨即向將碳化硅多孔骨架浸滲，附著(zhù)在碳化硅顆粒之間的氣體，一部分上浮而排出；一部分隨著(zhù)鋁液的浸滲而被擠壓向下排出，向下排出的氣體穿過(guò)石墨底板的排氣孔，經(jīng)由緩沖孔排出凹模，從緩沖孔流出的鋁液，接觸壓力機工作臺后被冷卻，冷凝而把石墨底板的排氣孔堵塞，剩余的氣體被壓縮至石墨底板頂部的階梯孔內，繼續對鋁液施加壓力直至冷卻，然后脫模，即獲得碳化硅體積分數為45%～70%范圍內的碳化硅鋁基復合材料。
本發(fā)明裝置能合理的控制鋁液浸滲壓力，有效地避免了產(chǎn)生鋁帶等缺陷；采用本發(fā)明實(shí)現了中高體分碳化硅鋁基復合材料的微觀(guān)組織晶粒均勻、接近全致密和性能穩定，并且方法簡(jiǎn)單、便捷，裝置結構合理，易于產(chǎn)業(yè)化。
http://roanjohns.com/uploadfile/2013/1125/20131125090144907.pdf
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