[发明专利]一种耐高温低热膨胀系数的铝基/PMOS基复合层状材料的制备方法

权利要求书

1.一种耐高温低热膨胀系数的铝基/PMOS基复合层状材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将PMOS、催化剂、莫来石粉体、Si₃N₄粉末加入到三辊研磨机中研磨混合，然后转移至模具中，在室温条件下固化处理2-6h，然后在200-700℃下热处理2-6h，制得PMOS/莫来石/Si₃N₄杂化材料；其中，所述PMOS、催化剂、莫来石粉体、Si₃N₄粉末的质量比为(5-8)：(0.05-0.1)：1:1；

(2)将Al锭、Cu锭、Mg锭、Si块、X组元按比例进行配置，在真空炉中，750-950℃、真空度≤10^-2Pa的条件下进行熔炼，制得Al-Cu-Mg-Si-X合金坯锭，然后对其进行气雾化制粉得到Al-Cu-Mg-Si-X雾化粉末；其中，所述Al锭、Cu锭、Mg锭、Si块、X组元按重量百分比计，其含量分别为：Cu 3.0-6.0％，Mg 0.8-1.8％，Si 16-25％，X 0.1-7％，余量为Al；

(3)将上述制得的Al-Cu-Mg-Si-X雾化粉末和Si₃N₄粉末加入到三辊研磨机中研磨混合均匀，并将混合好的Si3N4/Al-Cu-Mg-Si-X粉末在压力100-200MPa，保压时间为10-30min的条件下进行冷静压成型，将冷等静压后的坯锭装入金属包套内，420-560℃下进行真空除气30-90min，然后对真空除气后的坯锭进行挤压成型，然后对挤压成型后的坯料进行固溶时效处理强化，得到铝基复合材料；

(4)将上述制得的PMOS/莫来石/Si₃N₄杂化材料、铝基复合材料、PMOS/莫来石/Si₃N₄杂化材料复合制得层状材料，层与层之间采用粘合层材料粘结而成，制得的层状材料在200-400℃热处理，制得铝基/PMOS基复合层状材料；

其中，步骤(2)中，所述X组元为Fe、Ni、Ag、Fe-Ni、Fe-Ag、Ni-Ag、Fe-Al、Ni-Al中的一种。

2.如权利要求1所述的一种耐高温低热膨胀系数的铝基/PMOS基复合层状材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，所述催化剂为二月桂酸二丁基锡。

3.如权利要求1所述的一种耐高温低热膨胀系数的铝基/PMOS基复合层状材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中，所述气雾化制粉的条件为：Al-Cu-Mg-Si-X合金坯锭的温度为750-950℃，保温时间为10-15min，气雾化浇注温度为750-950℃，雾化时的保护气氛为氮气、氩气、氦气中的一种。

4.如权利要求1所述的一种耐高温低热膨胀系数的铝基/PMOS基复合层状材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述Si₃N₄的粒径大小为1-5μm，其表面涂覆一层铜薄膜，铜薄膜的厚度为2-8nm。

5.如权利要求1所述的一种耐高温低热膨胀系数的铝基/PMOS基复合层状材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，层状材料中，PMOS/莫来石/Si3N4杂化材料、铝基复合材料、PMOS/莫来石/Si₃N₄杂化材料的厚度分别为(1-2)mm：5mm：(1-2)mm。

6.如权利要求1所述的一种耐高温低热膨胀系数的铝基/PMOS基复合层状材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，所述粘合层材料以重量份计，由氧化铝粉末1-2份、纳米氮化硅6-11份、硅酸钠溶液35-50份组成。

7.如权利要求1所述的一种耐高温低热膨胀系数的铝基/PMOS基复合层状材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述固溶时效处理的条件为：固溶温度为450-520℃，保温时间为1-3h；水冷，水温为20-30℃，时效温度为160-220℃，保温时间为2-10h。

8.如权利要求1所述的一种耐高温低热膨胀系数的铝基/PMOS基复合层状材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中，所述挤压成型的条件为：挤压坯料加热温度为420-520℃，挤压模具温度为400-500℃，挤压比为(10-30)：1。