[发明专利]一种纳米Al4

权利要求书

1.一种纳米Al₄C₃增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，将铝合金粉末球磨成叠片状，随后倒入聚乙烯醇水溶液混合搅拌后抽滤，再与碳纳米管悬浮液混合，使碳纳米管在片状铝粉上充分吸附，抽滤煅烧去除聚乙烯醇后得到复合粉末；将所得复合粉末致密化处理并二次加工，最后对二次加工后的复合材料进行搅拌摩擦加工，搅拌摩擦加工的搅拌头的转速为200-1000rpm，进给速度为100-300mm/min，下压量为0.05-0.2mm，得到纳米Al₄C₃增强铝基复合材料。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，具体包括如下步骤：

步骤(1)：将铝合金粉末球磨成叠片状粉末；

步骤(2)：将步骤(1)得到的叠片状粉末倒入聚乙烯醇水溶液混合搅拌，抽滤；

步骤(3)：将碳纳米管悬浮液加入步骤(2)抽滤后的粉末中，得到粉末混合液；

步骤(4)：对步骤(3)所得粉末混合液抽滤煅烧，去除聚乙烯醇，得到复合粉末；

步骤(5)：将步骤(4)所得复合粉末致密化处理，得到致密的复合材料坯料；

步骤(6)：对步骤(5)所得复合材料坯料二次加工，得到复合材料板；

步骤(7)：对步骤(6)得到的复合材料板进行热处理；

步骤(8)：对步骤(7)热处理后的复合材料板进行搅拌摩擦加工，得到纳米Al₄C₃增强铝基复合材料。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，步骤(1)中采用的铝合金粉末名义成分为自1xxx系到8xxx系的各类铝合金成分，粉末粒径10-100μm；

步骤(1)中球磨过程，球料比1:30-1:5，转速为200-600rpm，球磨时间2-6小时；

步骤(2)中的聚乙烯醇水溶液中聚乙烯醇的名义化学成分为1-5vol.％。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，步骤(3)中的碳纳米管悬浮液由碳纳米管水分散剂，碳纳米管和蒸馏水混合所得；所述的碳纳米管为单壁或多壁结构，碳纳米管的长度小于50μm，直径小于50nm，碳纳米管悬浮液名义化学成分在0.5-4vol.％；碳纳米管悬浮液使用前需要超声分散0.5-3小时。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，步骤(4)中的抽滤煅烧的温度为300-600℃，保温时间为1-5小时；

步骤(5)中的致密化处理为冷压、热压或烧结；

步骤(6)中的二次加工为热锻造、热挤压或热轧制；

步骤(7)中的热处理为固溶热处理和时效，所述时效为人工时效或自然时效。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，步骤(8)中的搅拌摩擦加工采用的装置包括搅拌头和轴肩，加工时，将待加工板材进行装夹，启动后，搅拌头以预定的参数扎入工件后，沿预定方向进给，通过搅拌头与工件摩擦产生摩擦热使周围的铝基体发生塑性流动，填充搅拌头旋转形成的空腔，并在搅拌头轴肩的搅拌挤压作用下实现纳米Al₄C₃增强铝基复合材料的制备。

7.一种纳米Al₄C₃增强铝基复合材料，其特征在于，采用权利要求1-6任一项所述的方法制备。

8.一种纳米Al₄C₃增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，当制备大尺寸的复合材料时，采用权利要求2-6任一项所述的方法，其中将步骤(7)制备的至少两块复合材料板进行搅拌摩擦焊接，对除焊接处的板材的其他地方进行搅拌摩擦加工。

9.一种纳米Al₄C₃增强铝基复合材料，其特征在于，采用权利要求8所述的方法制备。