[发明专利]一种基体为纳米叠层结构的金属基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种基体为纳米叠层结构的金属基复合材料，其特征是，由等效粒径为1-200μm的微米陶瓷颗粒增强体和纳米叠层结构的金属基体组成，所述的金属基体由厚度为100-1000nm的金属层和厚度为0.5-100nm的陶瓷层交替叠加组成。

2.根据权利要求1所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料，其特征是，所述的纳米叠层结构的金属基体，由厚度为100-500nm的金属层和厚度为1-30nm的陶瓷层组成。

3.根据权利要求1或2所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料，其特征是，所述的纳米叠层结构的金属基体，其中的金属层为Al、Cu、Mg、Ti、Fe、Ni纯金属及其合金中的一至多种。

4.根据权利要求1或2所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料，其特征是，所述的纳米叠层结构的金属基体，其中的陶瓷层为金属氧化物、碳化物、氮化物、氮氧化物、碳氮化物、碳纳米管、石墨烯纳米片、碳纳米洋葱球、碳纳米片中的一至多种。

5.根据权利要求1所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料，其特征是，所述的微米陶瓷颗粒增强体，为SiC、B₄C、TiC、TiB、TiB₂、AlN、TiN、Al₂O₃中的一至多种。

6.根据权利要求1或5所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料，其特征是，所述的微米陶瓷颗粒增强体，体积含量为5-50％。

7.一种如权利要求1-6所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)对纳米片状金属粉末进行气氛热处理，使其与反应性气氛反应，在表面原位生成一层纳米陶瓷薄膜，获得纳米片状陶瓷/金属粉末；

(2)将纳米片状陶瓷/金属粉末与微米陶瓷颗粒增强体粉末混合，获得复合粉末；

(3)对复合粉末进行致密化处理，即得到基体为纳米叠层结构的颗粒增强金属基复合材料。

8.一种如权利要求1-6所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料的制备方法，其特征是，包括以下步骤：

(1)将纳米片状金属粉末与纳米增强体进行料浆共混，在表面吸附一层纳米陶瓷薄膜，过滤、干燥后即获得纳米片状陶瓷/金属粉末；

(2)将纳米片状陶瓷/金属粉末与微米陶瓷颗粒增强体粉末混合，获得复合粉末；

(3)对复合粉末进行致密化处理，即得到基体为纳米叠层结构的颗粒增强金属基复合材料。

9.根据权利要求7或8所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料的制备方法，其特征是，所述的纳米片状金属粉末是通过球磨得到的，厚度为100-1000nm。

10.根据权利要求9所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料的制备方法，其特征是，所述的纳米片状金属粉末厚度为100-500nm。

11.根据权利要求7或8所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料的制备方法，其特征是，所述的纳米陶瓷薄膜，厚度为0.5-100nm。

12.根据权利要求11所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料的制备方法，其特征是，所述的纳米陶瓷薄膜，厚度为1-30nm。

13.根据权利要求7或8所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料的制备方法，其特征是，所述的致密化处理为：先采用模压或等静压制备粉末压坯，然后再进行烧结、热压、热等静压、热挤压、热锻、热轧中的一至多种。

14.根据权利要求7所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料的制备方法，其特征是，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，所述的纳米陶瓷薄膜，为金属氧化物、碳化物、氮化物、氮氧化物、碳氮化物。

15.根据权利要求8所述的基体为纳米叠层结构的金属基复合材料的制备方法，其特征是，所述的纳米增强体，选自碳纳米管、石墨烯纳米片、碳纳米洋葱球、碳纳米片中的一至多种。