[实用新型]制备梯度材料的装置

说明书

技术领域

本实用新型涉及材料领域，具体涉及制备梯度材料的装置。

背景技术

功能梯度材料（Functionally Graded Materials，简称FGM），或梯度材料，是指构成材料的组成和显微结构沿厚度方向由一侧向另一侧呈连续梯度变化，从而使材料性质和功能也呈梯度变化的一种新型非均质复合材料。这种材料的概念自20世纪80年代提出后，由于其独特的性质，得到世界各国广泛关注。与传统均质复合材料相比，梯度材料具有很好的可设计性，能够充分发挥各单一材料的优点，弥补不足，使其具有原单一材料所不具备的崭新性能，比如较高机械强度、抗热冲击、耐高温性能等。

梯度材料制备技术的发展水平是梯度材料应用和发展的关键。超声技术因其环保绿色、耗能少、效率高，装置成本低、易于控制和维护，近年来在材料制备领域的应用研究成为热点。利用超声技术制备梯度材料包括以下步骤：先将金属材料加热熔化为金属液，再向金属液中加入第二相增强颗粒，然后对固液混合物施加超声波，在超声辐射力的作用下，第二相增强颗粒在金属液中产生定向，然后对金属液和第二相增强颗进行冷却，冷却后第二相增强颗粒在金属液中呈梯度分布。

中国发明专利CN101775518A公开了一种制备梯度材料的装置，包括制备容器、超声波发生装置、加热元件和支撑架，超声发生装置位于制备容器的下面，且所述超声波发生装置的发出端朝向制备容器的底面；支撑架位于制备容器的侧面，加热元件固定在位于制备容器一侧的支撑架表面上，所述加热元件与制备容器的距离为10～30mm。上述制备梯度材料的装置，需外设冷却装置和测量装置才能对制备容器中的料浆进行测量和冷却，操作过程复杂；同时，对金属液和第二相增强颗粒冷却时，金属由液态变为固态，金属体积减小，金属内部会产生缩孔，进而制备出的梯度材料孔隙率高。 

实用新型内容

本实用新型的目的在于：针对上述制备梯度材料的装置，制备梯度材料的过程复杂且制备出的梯度材料孔隙率高的问题，提供一种制备过程简单、操作易于控制的制备梯度材料的装置，进一步地，提供一种制备出的梯度材料孔隙率低的梯度材料制备装置，本实用新型的目的还在于提供一种易于将凝固的梯度材料由铸模中取出的梯度材料制备装置。

为了实现上述目的，本实用新型采用的技术方案为：

制备梯度材料的装置，包括超声发生装置、铸模和温度控制系统，所述超声发生装置包括超声工具头，所述温度控制系统包括温度控制测量仪、热电偶和加热/冷却系统，所述热电偶与所述铸模接触，所述温度控制测量仪接收所述热电偶的信号，测量所述铸模内的料浆的温度；并控制所述加热/冷却系统对所述铸模内的料浆加热或冷却。