[发明专利]一种高强超韧镁基复合材料及其制备方法

权利要求书

1. 一种高强超韧镁基复合材料，其特征在于，按质量百分比计，由以下组分组成：增强相1.3-20%，其余为镁基体材料，所述两种组分质量百分比之和为100%，其中，所述增强相为碳纳米管微弧氧化改性泡沫铝颗粒，所述镁基体材料按质量百分比计，由以下原料制备而成：纯镁锭87.1-90%、纯锂锭4.7-5.1%、纯锌锭2.5-3.7%、Mg-Gd合金2.8-4.1%，其中，所述Mg-Gd合金的组成成分包括：Li 4.5-5.5%，Zn 2-4%，Gd 2-5%，其余为Mg，杂质元素Fe＜0.005%，Cu＜0.002%，Ni＜0.002%。

2.根据权利要求1所述高强超韧镁基复合材料，其特征在于，按质量百分比计，由以下组分组成：增强相1.3-14%，其余为镁基体材料，所述两种组分质量百分比之和为100%。

3. 根据权利要求1或2所述高强超韧镁基复合材料，其特征在于，所述Mg-Gd合金的组成成分包括：Li 4.7-5.1%，Zn 2.5-3.7%，Gd 2.8-4.1%，其余为Mg，杂质元素Fe＜0.005%，Cu＜0.002%，Ni＜0.002%。

4.根据权利要求3所述高强超韧镁基复合材料，其特征在于，所述碳纳米管微弧氧化改性泡沫铝颗粒粒径为60-300nm。

5.一种高强超韧镁基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1. 碳纳米管微弧氧化改性泡沫铝颗粒的制备：将泡沫铝放入电解液中，采用超微弧氧化法，在复合变频载波控制模式下，一步法制备碳纳米管微弧氧化改性泡沫铝颗粒，其中所述电解液组成为：氢氧化钠1-10g/L，硅酸钠20-50g/L，氟化钠1-10g/L，碳纳米管1-10g/L，其余为水；

S2. 镁基复合材料的制备：按质量百分比计，将纯镁锭87.1-90%、纯锂锭4.7-5.1%、纯锌锭2.5-3.7%、Mg-Gd合金2.8-4.1%加入真空电阻炉中，氩气气氛下加热熔炼，其中，所述Mg-Gd合金的组成成分包括：Li 4.5-5.5%，Zn 2-4%，Gd 2-5%，其余为Mg，杂质元素Fe＜0.005%，Cu＜0.002%，Ni＜0.002%，待Mg-Gd合金熔化后，得到合金液A，加入1.3-20wt%步骤S1制备得到的碳纳米管微弧氧化改性泡沫铝颗粒，得到合金液B，采用低频电磁搅拌和高能超声复合分散方法充分分散合金液B，合金液B液降温至720℃后进行浇铸，得到以碳纳米管微弧氧化改性泡沫铝颗粒为增强相的镁基复合材料。

6. 根据权利要求5所述高强超韧镁基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S1所述复合变频载波控制模式的电控参数为：正向氧化终止电压为500-1000V，负向终止电压为230-400V，电流密度2-5A/dm²，频率为500-1000 Hz，脉宽为0.5-0.7ms，微弧氧化时间为10-40分钟，微弧氧化温度为30-75 ℃。

7.根据权利要求5所述高强超韧镁基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤S2所述氩气气氛为将真空电阻炉抽真空后充入氩气，反复3次，最后再充入氩气至1atm。

8.根据权利要求5所述高强超韧镁基复合材料的制备方法，其特征在于，待纯镁锭、纯锂锭、纯锌锭熔化后，采用氩气气体搅拌该合金液5-15分钟，再740℃保温30分钟以确保Mg-Gd合金熔化。

9.根据权利要求5所述高强超韧镁基复合材料的制备方法，其特征在于，采用低频电磁搅拌/高能超声复合分散方法充分分散合金液B15-20分钟。