[发明专利]高体积分数碳化硅颗粒增强铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高体积分数碳化硅颗粒增强的铝基复合材料，其特征在于：该复合材料由碳化硅颗粒增强相和铝合金基体组成，碳化硅颗粒的体积分数为55～60vol.％，铝合金基体为40～45vol.％；所述的铝合金基体为Al-Cu-Si合金，所述的铝合金基体中含有3.5～4.5wt.％的Cu，4～6wt.％的Si，其余为Al。

2.一种高体积分数碳化硅颗粒增强的铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

(1)将碳化硅颗粒进行烘干处理；

(2)将烘干处理后的碳化硅颗粒、Al粉、Cu粉和Si粉放入球磨机中进行混粉，其中碳化硅颗粒SiC_p含量为55～60vol.％，Al-Cu-Si基体粉末含量为40～45vol.％；Al-Cu-Si基体粉末中，Cu为3.5～4.5wt.％，Si为4～6wt.％，其余为Al；

(3)将球磨后的复合粉体装入冷等静压包套进行冷等静压成型，之后将冷等静压坯锭进行真空除气；

(4)对真空除气后的坯锭进行热等静压烧结成型；

(5)通过机械加工去除热等静压坯锭表面的包套，得到铝基复合材料坯锭；

(6)采用超声无损探伤设备对机械加工后的坯锭进行组织缺陷无损检测。

3.根据权利要求2所述的高体积分数碳化硅颗粒增强的铝基复合材料的制备方法，其特征在于：碳化硅颗粒的平均粒径为20-40μm；所述的烘干处理在箱式保温箱内进行，烘干温度为120～180℃，保温时间12～24h。

4.根据权利要求2所述的高体积分数碳化硅颗粒增强的铝基复合材料的制备方法，其特征在于：Al粉的粒径为15-20μm，Cu粉的粒径为5-10μm，Si粉的粒径为5-10μm。

5.根据权利要求2所述的高体积分数碳化硅颗粒增强的铝基复合材料的制备方法，其特征在于：球磨混粉时，球磨机转速为120-180转/分钟，球磨时间为14-18h，球料比为5:1，混粉过程为干混。

6.根据权利要求2所述的高体积分数碳化硅颗粒增强的铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述的冷等静压包套为橡胶包套，尺寸为1200mm×900mm×100mm；所述的冷等静压成型的成型压力为180-220MPa，保压时间为10-30min；然后将冷等静压坯锭进行真空除气，除气结束真空度小于10^-3Pa。

7.根据权利要求2所述的高体积分数碳化硅颗粒增强的铝基复合材料的制备方法，其特征在于：所述的热等静压温度为560-580℃，压力90-110MPa，保压时间1.5-3h。

8.根据权利要求2所述的高体积分数碳化硅颗粒增强的铝基复合材料的制备方法，其特征在于：采用脉冲反射式超声无损检测法对坯锭进行无损检测，所用超声设备为德国产USM35XDAC超声波探伤仪。

9.权利要求1所述的高体积分数碳化硅颗粒增强的铝基复合材料在航天光学遥感器光机结构件中的应用。