[发明专利]一种高强韧高中子吸收泡沫铝基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种高强韧高中子吸收泡沫铝基复合材料的制备方法，其特征在于，采用微米级B₄C和纳米级内生HfB₂颗粒增强的铝基复合材料作为发泡材料，提高材料的强韧性；TiH₂颗粒作为发泡剂，通过累积叠轧技术，制备泡沫铝基复合材料预制体，并进行发泡处理，获得高强韧高中子吸收泡沫铝基复合材料，具体步骤如下：

(1)首先将外加B₄C和内生HfB₂颗粒增强的6016Al复合材料切割成若干块平行于轧制方向的铝板，然后退火；

(2)在退火后的铝板边缘钻四个孔，用铜线固定末端，脱脂、刮刷；

(3)将第一块铝板放于垫片上，将筛分后的TiH₂粉体均匀地分散在第一块铝板上，将第二块铝板缓慢地放置在铺满TiH₂粉体的铝板上，再将筛分后的TiH₂粉体均匀地分散在第二块铝板上，直至堆叠完最后一块铝板，形成上下堆叠结构；

(4)用铜线将堆成的板带两端固定，将堆叠好的铝板轧制复合，达到66％以上的下压量，得到粘接板；

(5)将粘接板切成两半，退火、脱脂、刮刷，上下堆叠，进行第二次轧制复合，使堆叠的带材厚度减少50％；

(6)在室温下，重复6～8次累积叠轧循环，以实现TiH₂发泡剂均匀分布，得到泡沫铝基复合材料预制体；

(7)在670℃的预热炉中对泡沫铝基复合材料预制体进行加热，加热时间为340s，600℃保温10min，将材料从炉中取出，获得高强韧高中子吸收泡沫铝基复合材料板。

2.如权利要求1所述的一种高强韧高中子吸收泡沫铝基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中，外加B₄C和内生HfB₂颗粒增强的6016Al复合材料是以Al-Hf和Al-B合金作为反应物，6016Al作为基体，按照生成所需体积分数的纳米HfB₂颗粒进行化学配比；将6016Al置于坩埚中，利用感应线圈进行加热熔化，待温度达到870℃时，加入Al-Hf和Al-B合金；开启径向磁场装置和超声场装置，径向磁场功率为110kw，电流为45A，超声场功率为13kw，反应30min，将熔体温度降至780～800℃，之后加入B₄C颗粒，待复合完成后，静置、除气、除渣，待温度降至720℃后浇注成型，最终获得外加B₄C和内生HfB₂颗粒增强的6016Al复合材料。

3.如权利要求2所述的一种高强韧高中子吸收泡沫铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述B₄C颗粒是指B₄C含量为99.5％以上，颗粒平均尺寸10～300μm的微米B₄C陶瓷颗粒，外加B₄C和内生HfB₂颗粒增强的6016Al复合材料中B₄C颗粒的体积分数为5～30vol％；加入B₄C颗粒的速度为20g/min。

4.如权利要求3所述的一种高强韧高中子吸收泡沫铝基复合材料的制备方法，其特征在于，外加B₄C和内生HfB₂颗粒增强的6016Al复合材料中B₄C颗粒的体积分数为10vol％。

5.如权利要求2所述的一种高强韧高中子吸收泡沫铝基复合材料的制备方法，其特征在于，在熔体中原位反应生成的HfB₂增强体颗粒，增强体颗粒尺寸为2～100nm，增强体颗粒占外加B₄C和内生HfB₂颗粒增强的6016Al铝基复合材料的体积分数为0.2～25vol％。

6.如权利要求5所述的一种高强韧高中子吸收泡沫铝基复合材料的制备方法，其特征在于，增强体颗粒占外加B₄C和内生HfB₂颗粒增强的6016Al铝基复合材料的体积分数为0.5vol％。