[发明专利]一种氧化铝/铝基可溶复合材料及其制备工艺

说明书

本发明公开了一种氧化铝/铝基可溶复合材料，所述Al₂O₃/Al基可溶复合材料由可溶铝合金及Al₂O₃相组成。本发明利用原料金属粉末球磨后，原位反应生成Al₂O₃。这种复合粉体经结后形成晶相为Al₂O₃/Al的复合材料。由于该材料的制备工艺简单，烧成温度低，结构均匀致密，制备成本低。拓宽了该材料的应用领域，具有实用性。

技术领域

本发明涉及材料科学领域，具体涉及一种氧化铝/铝基可溶复合材料及其制备工艺。

背景技术

低渗透非常规油气资源在未来我国油气产量中所占的比重逐步增长，开发这些非常规油气资源必须依靠水力压裂、酸压等储层改造工艺技术，其中采用套管、滑套、裸眼封隔器以及桥塞的多层多段分段压裂技术是正在广泛应用的技术之一。铝合金材料具有很高的强度、刚度以及优异的加工性能，且可以通过成分调节、热处理、塑性变形、表面处理等方法对其降解速率和强度进行有效调控。因此广泛应用于油气田开发压裂施工过程中所涉及的分隔性工具。

但是现有的铝合金材料力学性能不足，因此需要开发一种兼具高强力学性能和可溶解性能的新复合铝合金材料，提高作业效率，降低生产成本。

针对相关技术中的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明的目的在于克服现有可溶合金材料力学性能的不足，提供一种新的配方体系和工艺，通过球磨与原位合成工艺能在低温下制备出Al₂O₃/Al复合材料。该材料溶解速度快,力学性能优异，且该方法工艺简单，成本低，易于进行规模化生产。

为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案是：

一种氧化铝/铝基可溶复合材料，所述Al₂O₃/Al基可溶复合材料由可溶铝合金及Al₂O₃相组成。

优选的，所述Al₂O₃/Al基可溶复合材料由可溶铝合金和Al₂O₃相按以下反应式组成：2Al+Ga₂O₃→Al₂O₃+2Ga。

优选的，所述可溶铝合金配比为：Mg：3-10％，Zn：2-5％，In：0-10％，Sn：0-10％，Ga₂O₃：0-10％，余量为Al。

优选的，所述其中Al-In-Sn粉末采用实验室预熔制的合金加工制备而得的粉末。

优选的，一种氧化铝/铝基可溶复合材料的制备工艺，包括以下步骤：

1)按质量百分比Al，Mg，Zn，In，Sn，Ga₂O₃制成混合物；

2)在混合物中加入乙醇或丙酮作为分散剂(未加矿化剂)，使用球磨机球磨使物料充分混合；

3)将球磨粉体真空干燥4-5小时；

4)将干燥后的粉体装入铸铁磨具中干压成型，压力为30-120MPa在氩气或真空条件下以650℃-800℃烧结2小时制成。

优选的，所述混合粉体在管式气氛炉中烧制温度为800℃，升温速率为5-10℃/min。

优选的，所述球磨机采用行星式球磨机。

优选的，所述球磨机转速为300转每分钟，球磨时间为1小时，使其充分混合。

优选的，所述料：乙醇/丙酮：球质量比为1：3：8。