[发明专利]一种层状铝碳化硼复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种层状铝碳化硼复合材料，其特征在于，包括分布在中轴面一侧的n层层状结构，以及，对称分布在所述中轴面另一侧的n层层状结构，n≥2；

层状结构由铝粉和碳化硼粉制成， 按照原料的体积百分比计，层状结构中铝粉的含量由内向外逐层递增，由50vol.%递增至100vol.%；碳化硼粉的含量由内向外逐层递减，由50vol.%递减至0vol.%；所述中轴面两侧原料变化一致。

2.根据权利要求1所述的层状铝碳化硼复合材料，其特征在于，n=3-8。

3.根据权利要求1所述的层状铝碳化硼复合材料，其特征在于，n=5，层状结构中铝粉的含量由内向外逐层递增，由75vol.%递增至95vol.%；碳化硼粉的含量由内向外逐层递减，由25vol.%递减至5vol.%。

4.根据权利要求3所述的层状铝碳化硼复合材料，其特征在于，5层层状结构的原料组成分别为95vol%铝粉和5vol%碳化硼粉，90vol%铝粉和10vol%碳化硼粉，85vol%铝粉和15vol%碳化硼粉，80vol%铝粉和20vol%碳化硼粉，以及，75vol%铝粉和25vol%碳化硼粉。

5.根据权利要求1至4任一项所述的层状铝碳化硼复合材料，其特征在于，所述铝粉的平均粒径为50-60μm，所述碳化硼粉的平均粒径为1-30μm。

6.一种如权利要求1至4任一项所述的层状铝碳化硼复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将铝粉和碳化硼粉按不同的体积比称取n组，并分别混合，对应得到n组混合粉末；

将混合粉末分别采用湿法混料法放入行星球磨机，球磨后放入鼓风干燥箱中烘干，分别对应制成n组铝碳化硼粉料；

在石墨模具中，按照铝粉的体积百分比先递增再递减的顺序，由下至上将铝碳化硼粉料依次叠层，在真空热压炉烧结成型，制成层状铝碳化硼复合材料，其中，

真空热压炉的烧结温度为660-700℃，保温时间为60-120min；烧结压力为10-30MPa，保压时间为60-120min；真空热压炉设定为阶段式程序升温，所述阶段式程序升温包括两个阶段：第一阶段由常温升至500℃，升温速率为10℃/min；第二阶段由500℃升至烧结温度，升温速率为5℃；真空热压炉在温度升至550℃前开启加压程序，并加压至烧结压力。

7.一种如权利要求5所述的层状铝碳化硼复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

将铝粉和碳化硼粉按不同的体积比称取n组，并分别混合，对应得到n组混合粉末；

将混合粉末分别采用湿法混料法放入行星球磨机，球磨后放入鼓风干燥箱中烘干，分别对应制成n组铝碳化硼粉料；

在石墨模具中，按照铝粉的体积百分比先递增再递减的顺序，由下至上将铝碳化硼粉料依次叠层，在真空热压炉烧结成型，制成层状铝碳化硼复合材料，其中，

真空热压炉的烧结温度为660-700℃，保温时间为60-120min；烧结压力为10-30MPa，保压时间为60-120min；真空热压炉设定为阶段式程序升温，所述阶段式程序升温包括两个阶段：第一阶段由常温升至500℃，升温速率为10℃/min；第二阶段由500℃升至烧结温度，升温速率为5℃/min；真空热压炉在温度升至550℃前开启加压程序，并加压至烧结压力。

8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，真空热压炉的烧结温度为680℃，保温时间为90min；550℃之前开启加压程序，烧结压力为30MPa，保压时间为90min。