[发明专利]纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件的制备方法及利用该预制件制备轻金属基复合材料的方法

权利要求书

1.纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件的制备方法，其特征在于制备方法通过以下步骤实现：一、制备纳米氧化锆前驱体溶液；二、将陶瓷增强体与纳米氧化锆前驱体溶液进行混合，然后倒入模具内压制成型并在500～1000℃下进行烧结处理，烧结处理后陶瓷增强体与纳米氧化锆的质量比为(2～30)∶100，即得到纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件；其中陶瓷增强体为颗粒、晶须其中的一种，或颗粒和晶须按任意比的混合物，所述颗粒为锂霞石颗粒、Al₂O₃颗粒、SiC颗粒、Si₃N₄颗粒、AlN颗粒和TiC颗粒中的一种或几种按任意比混合的混合物；晶须为9Al₂O₃·2B₂O₃晶须、2MgO·B₂O₃晶须、SiC晶须、AlN晶须、Si₃N₄晶须、CaSO₄晶须和CaCO₃晶须中的一种或几种按任意比混合的混合物。

2.根据权利要求1所述的纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件的制备方法，其特征在于步骤一中纳米氧化锆前驱体的制备方法为：将氧氯化锆溶于去离子水中，得到摩尔浓度为0.1～1mol/L的氧氯化锆水溶液，然后加入阴离子交换树脂并搅拌，直至氧氯化锆水溶液pH值为2～3，即得到纳米氧化锆前驱体溶液。

3.根据权利要求1所述的纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件的制备方法，其特征在于步骤一中纳米氧化锆前驱体的制备方法为：将氧氯化锆溶于去离子水中，得到摩尔浓度为0.1～1mol/L的氧氯化锆水溶液，然后向氧氯化锆溶液中滴加摩尔浓度为0.2～4mol/L的氨水直到氧氯化锆水溶液pH值为2～3，即得到纳米氧化锆前驱体溶液。

4.根据权利要求1所述的纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件的制备方法，其特征在于步骤一中纳米氧化锆前驱体的制备方法为：将氧氯化锆溶于去离子水中，得到摩尔浓度为0.1～1mol/L的氧氯化锆水溶液，然后将制备的氧氯化锆水溶液加热至沸腾，直到溶液pH值为2～3，即得到纳米氧化锆前驱体溶液。

5.根据权利要求1所述的纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件的制备方法，其特征在于步骤一中纳米氧化锆前驱体的制备方法为：将氧氯化锆溶于去离子水中，得到摩尔浓度为0.1～1mol/L的氧氯化锆水溶液，然后按尿素与氧氯化锆的摩尔比为(1.5～2.5)∶1的比例向加入氧氯化锆水溶液中加入尿素，然后用摩尔浓度为0.5～2mol/L的稀硝酸调节溶液pH值至1～2，在磁力搅拌下进行加热反应，保持反应温度在80～90℃，直到溶液pH值为2～3，即得到纳米氧化锆前驱体溶液。

6.根据权利要求1所述的纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件的制备方法，其特征在于步骤一中纳米氧化锆前驱体的制备方法为：将氧氯化锆溶于去离子水中，得到摩尔浓度为0.1～1mol/L的氧氯化锆水溶液，按六次甲基四胺与氧氯化锆的摩尔比为(1～2)∶1的比例加入六次甲基四胺，然后进行水浴，保持反应温度在80～90℃之间，直到溶液pH值为2～3，即得到纳米氧化锆前驱体溶液。

7.根据权利要求1所述的纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件的制备方法，其特征在于步骤二中将陶瓷增强体与纳米氧化锆前驱体溶液按质量比为10∶100的比例进行混合。

8.利用如权利要求1所述的纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件制备轻金属基复合材料的方法，其特征在于该方法的具体步骤为：一、将轻金属加热熔化，得到轻金属溶液；二、将纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件放入模具中，然后预热至温度为400～600℃；三、然后在温度为800～1000℃的条件下，将轻金属溶液浇铸进模具，其中纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件与轻金属溶液的体积比为(20～40)∶100；四、在压力为100MPa的条件下进行挤压铸造，即得轻金属基复合材料；其中轻金属为纯铝、铝合金、纯镁或镁合金。

9.根据权利要求8所述的利用纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件制备轻金属基复合材料的方法，其特征在于步骤二中预热至温度为500℃。

10.根据权利要求9所述的利用纳米氧化锆/陶瓷增强体预制件制备轻金属基复合材料的方法，其特征在于在温度为900℃的条件下，将轻金属溶液浇铸进模具。