[发明专利]镁基复合材料的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种复合材料的制备方法，尤其涉及一种镁基复合材料的制备方法。

背景技术

镁是地壳中含量最高的元素之一，约占地壳组成的25％，资源丰富。镁合金是现代结构金属材料中最轻的一种，由于具有比重小、比强度高、减震性好，同时还具有优良的铸造性能、切削加工性能、导热性能和电磁屏蔽性能，被誉为21世纪的时代金属，在3C产品、汽车、航空航天等各个领域具有广泛的应用。此外，由于镁在价格上较铝更有竞争力，使得镁合金的研发和应用领域进一步扩大。

镁合金领域研究的热点之一是镁基复合材料，尤其是含有纳米级增强体的镁基复合材料。该含有纳米级增强体的镁基复合材料在保证镁合金上述优点的同时，还可有效的提高镁合金的强韧性及耐磨性。然而，现有技术中制备这种镁基复合材料常采用粉末冶金、熔体渗透、搅拌铸造等。以上这些方法形成的镁基复合材料在镁合金熔融状态中分散纳米级增强体容易引起纳米级增强体的团聚，造成分散不均匀。由于纳米级增强体在镁基材料中分散不均匀，从而导致了镁基复合材料的强度和韧性较差。

为了解决上述问题，C S Goh等人研究了另外一种制备镁基复合材料的方法(请参见， Development of novel carbon nanotube reinforced magnesiumnanocomposites using the powder metallurg

有鉴于此，确有必要提供一种镁基复合材料的制备方法，该方法能够使纳米级增强体能够均匀的分散在镁基材料中，从而使得由该方法制备的镁基复合材料具有较好的强度和韧性。

发明内容

一种镁基复合材料的制备方法，其包括以下步骤：提供一镁基材料熔体；提供多个纳米级增强体，在保护气体环境下，将所述纳米级增强体通过气体携带的方式加入所述镁基材料熔体中与所述镁基材料熔体混合；采用超声波处理所述镁基材料与纳米级增强体的混合物；以及，通入一惰性气体使所述镁基材料熔体与纳米级增强体的混合物雾化成液滴，并喷射成形得到镁基复合材料。

一种镁基复合材料的制备方法，其包括以下步骤：在保护气体环境下，将一镁基材料置于一熔炉中并熔化；利用一气体携带装置将多个纳米级增强体加入所述熔炉中，同时采用一搅拌器混合所述镁基材料与纳米级增强体；采用至少一个超声波装置处理所述镁基材料与纳米级增强体的混合物；以及，提供一喷射成形装置，并通过所述喷射成形装置通入一惰性气体使所述镁基材料与纳米级增强体的混合物雾化成液滴，喷射成形所述镁基材料与纳米级增强体的混合物，得到镁基复合材料。

与现有技术相比较，上述镁基复合材料的制备方法，具有以下优点：首先，采用超声波处理镁基材料与纳米级增强体的混合物，使得纳米级增强体均匀的分散在镁基材料中。其次，采用喷射成形所述超声波处理后的镁基材料与纳米级增强体的混合物的方法，使纳米级增强体更加均匀地分散在镁基材料中。因此，本技术方案能够使纳米级增强体均匀地分散在镁基材料中，从而使得由本技术方案所制备的镁基复合材料具有强度高和韧性好的优点。

附图说明

图1是本技术方案提供的镁基复合材料的制备方法流程图。

图2是本技术方案实施例机械搅拌镁基材料熔体与纳米级增强体的装置的结构示意图。

图3是本技术方案实施例超声波处理镁基材料与纳米级增强体的混合物的装置的结构示意图。

图4是本技术方案实施例喷射成形镁基材料与纳米级增强体的混合熔体的装置的结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图及具体实施例，对本技术方案提供的一种镁基复合材料的制备方法作进一步的详细说明。

请参阅图1，本技术方案提供的镁基复合材料的制备方法主要包括以下步骤：

步骤一：提供一镁基材料熔体。

所述镁基材料熔体的制备方法包括以下步骤：

首先，提供一镁基材料。所述镁基材料为纯镁或镁合金。该镁合金的组成元素除镁外，还含有锌、锰、铝、锆、钍、锂、银及钙等其他金属元素中的一种或几种。其中，镁占镁合金总质量百分比80％以上，其他金属元素占镁合金总质量百分比20％以下。本实施例中，优选的镁基材料为纯镁。