[发明专利]铝基复合材料及其制造方法

说明书

本发明公开了一种铝基复合材料及其制造方法，其制造方法的步骤包括：提供一铝合金粉末，包括多个铝合金粉粒，铝合金粉粒的粒径为微米级尺寸；提供一陶瓷粉末，包括多个陶瓷粉粒，陶瓷粉粒的粒径为纳米级尺寸；进行一水解混合步骤，将铝合金粉末及陶瓷粉末投入水中进行水解混合，使陶瓷粉粒以水为介质沾附于铝合金粉粒的表面，以形成表面沾附有水分和陶瓷粉粒的糊状铝基复合材料；以及进行一干燥步骤，使糊状铝基复合材料的水分蒸发，得到表面附着有陶瓷粉粒的粉末状铝基复合材料；其中，铝合金粉粒与陶瓷粉粒的重量比为铝合金粉粒95~97wt%，陶瓷粉粒3~5wt%；本发明具有方法过程简单、成本较低，且制备出的铝基复合材料具有更佳的拉伸强度与伸长率表现。

技术领域

本发明是关于一种金属基复合材料及其制造方法，特别是关于一种结合陶瓷材料的铝基复合材料及其制造方法。

背景技术

金属基复合材料(metal matrix composite, MMC)结合两种不同材料的特性，借由互补彼此的缺陷来改善传统单一材料的缺点。其性质是由基底材料与强化相材料的特性来决定，基底材料主要以重量轻的金属或合金为主，添加的强化相材料则是以陶瓷材料为主。

目前，金属基复合材料的其中一种应用是用来作为积层制造的材料，然而传统制作复合材料制造的金属基复合材料有强化相材料体积分率不高，强化相粒子分布不均匀以及内部具有孔隙的缺点。

发明内容

本发明所要解决的主要问题，是在于金属基复合材料有其强化相材料(陶瓷材料)体积分率不高，强化相粒子(陶瓷粉粒)分布不均匀以及内部具有孔隙的缺点。本发明即研发一种方法过程简单、所需成本较低的水解混合方法，经由本发明制造方法制备的铝基复合材料，可通过陶瓷粉粒掺入铝合金粉粒的间隙提高其应用在积层制造后的拉伸强度及延展性。

为达成上述的目的，本发明公开了一种铝基复合材料的制造方法，包括：提供一铝合金粉末，包括多个铝合金粉粒，该铝合金粉粒的粒径为微米级尺寸；提供一陶瓷粉末，包括多个陶瓷粉粒，该陶瓷粉粒的粒径为纳米级尺寸；进行一水解混合步骤，将该铝合金粉末及该陶瓷粉末投入水中进行水解混合，使该些陶瓷粉粒以水为介质沾附于该些铝合金粉粒的表面，以形成表面沾附有水分和陶瓷粉粒的糊状铝基复合材料；以及进行一干燥步骤，使该糊状铝基复合材料的水分蒸发，得到表面附着有陶瓷粉粒的粉末状铝基复合材料。

在一实施例中，还包括在该水解混合步骤之后进行一过筛步骤，是利用一筛网进行过筛，该筛网的网孔孔径为微米级，将粒径大于该网孔孔径的糊状铝基复合材料筛出。

在上述实施例中，所述筛网的网孔孔径为54μm，网孔数目为270网眼。

在一实施例中，所述铝合金粉粒的粒径介于25~100μm，所述陶瓷粉粒的粒径介于50~100nm。

在一实施例中，所述铝合金粉末与陶瓷粉末的重量比为铝合金粉末95~97wt%，陶瓷粉末3~5wt%。

在一实施例中，所述铝合金粉末的材质为铝硅镁合金(AlSi₁₀Mg)，该陶瓷粉末的材质为碳化钛(TiC)。

在一实施例中，所述铝合金粉末的材质为铝硅镁合金(AlSi₁₀Mg)，该陶瓷粉末的材质为碳化硅(SiC)。

在一实施例中，所述干燥步骤是采用热处理方式。

经由本发明所述的铝基复合材料的制造方法，本发明提出一种铝基复合材料，包括：多个铝合金粉粒，该铝合金粉粒的材质为铝硅镁合金(AlSi₁₀Mg)；以及多个碳化钛(TiC)粉粒，附着于该些铝合金粉粒的表面；其中，该些铝合金粉粒与该些碳化钛粉粒的重量比为铝合金粉粒95~97wt%，碳化钛粉粒3~5wt%。