[发明专利]一种具有仿生多级结构的金属基纳米复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有仿生多级结构的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：按照纳米陶瓷粉体和金属粉末体积比为5～15％准备原料，球磨后得到含有纯金属基体内核的核壳结构复合材料粉体；

步骤2：将步骤1制备得到的复合材料粉体模压成型，然后在400℃条件下保温20min除气，然后在压力为50Mpa、温度为金属的0.85-0.95Tm条件下烧结30min，降温卸压后得到纳米陶瓷颗粒非均匀分散的复合材料坯体；

步骤3：将步骤2得到的复合材料坯体通过热挤出得到具有仿生多级结构的金属基纳米复合材料；挤出时首先将复合材料坯体在150℃保温30min；然后采用200吨液压机以2mm/min的挤出速度将复合材料坯体挤出；

所述复合材料由A结构区域和B结构区域随机分布构成；

A结构区域纳米陶瓷颗粒弥散的分布于金属基体中；

B结构区域扁片状的金属沿定向方向排列；金属沿挤出方向定向排列，在垂直于挤出方向的截面上扁片状金属呈随机分布；

所述步骤1中采用行星球磨方式进行球磨，采用硬质合金球作为球磨介质，球料比为25：1；过程控制介质采用硬脂酸或无水乙醇，其占原料质量比为1～4％；行星球磨中公转速度为120～200转/分，自转速度为10～50转/分；

所述步骤1中的球磨为行星式球磨，在20～30℃条件下球磨20～50h或者在-196℃～-20℃条件下球磨1～20h；

步骤2中的升温速率为10℃/min，升压速率为2.5MPa/min；降温过程为首先以5～10℃/min的降温速率冷却到400℃，然后以10MPa/min卸压到0MPa，随后自然冷却。

2.根据权利要求1所述的一种具有仿生多级结构的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中的金属粉末为镁粉。

3.根据权利要求1所述的一种具有仿生多级结构的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述纳米陶瓷粉为纳米碳化硅粉。

4.根据权利要求1所述的一种具有仿生多级结构的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3采用液压机以8～15:1的挤出比挤出。

5.根据权利要求1所述的一种具有仿生多级结构的金属基纳米复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中烧结采用热压炉、放电等离子烧结炉和振荡烧结炉中的一种。