[发明专利]5G基站用高强韧高导热易焊接铝基复合材料及制备方法

权利要求书

1.5G基站用高强韧高导热易焊接铝基复合材料，其特征在于，通过化学成分设计、原位纳米颗粒强化、细化，稀土微合金化技术以及电磁超声调控双辊连铸轧装置，制备5G基站用高强韧高导热易焊接的铝基复合材料铸轧带材；铝基复合材料铸轧带材成分按照质量百分比计算为：Si 1.0-1.5，Fe 0.6-1.0，Cu 0.05-0.2，Mn 1.0-2.0，Zr 0.5-1.0，Ti 0.5-1.0，B0.5-2.0，O 0.2-1.0，Er 0.05-0.3，Sc 0.05-0.3，Y 0.1-0.5，Zn≤0.5，Mg≤0.5，Cr≤0.5，其余为Al；所述的化学成分设计，是在3003铝合金的基础上提高Si的含量至1.0-1.5wt.%，以进一步降低合金的熔点，同时在合金中添加Zr、Ti、B、O、Er、Sc、Y，以实现原位纳米颗粒强化、细化，稀土微合金化，细化基体晶粒、提高合金的强韧性和叠轧可焊性；所述铝基复合材料铸轧带材的晶粒≤60μm，抗拉强度≥250MPa，屈服强度≥120MPa，延伸率≥20%；所述铝基复合材料铸轧带材的导热系数≥250W/（m*K），较3003铝合金的190W/（m*K）提高30%以上；所述铝基复合材料铸轧带材的叠轧焊接温度≤500℃。

2.如权利要求1所述的5G基站用高强韧高导热易焊接铝基复合材料，其特征在于，所述的原位纳米颗粒强化、细化，是通过原位反应粉末与Al熔体反应生成高硬度、高导热、低膨胀的纳米ZrB₂、Al₂O₃、TiB₂陶瓷颗粒；一方面，纳米陶瓷颗粒可以作为α-Al的异质形核核心，显著细化基体晶粒，且在最终分布于晶内/晶界，通过与位错的交互作用提高复合材料的强韧性；另一方面，原位合成的纳米陶瓷颗粒高效细化基体晶粒，显著提高晶界含量，降低叠轧冷焊温度；所述的原位纳米颗粒尺寸为10-100 nm，原位纳米颗粒含量为高强韧高导热易焊接铝基复合材料体积的1-15%；所述的原位反应粉末为Co₃O₄，K₂ZrF₆，K₂TiF₆，KBF₄，Na₂B₄O₇，ZrO₂，B₂O₃和Al₂(SO₄)₃中的两种至多种。

3.如权利要求1所述的5G基站用高强韧高导热易焊接铝基复合材料，其特征在于，所述的稀土微合金化是在复合材料中复合添加Sc，Er和Y稀土元素，与Al和Zr元素在基体晶粒内形成弥散的纳米Al₃Er、Al₃Sc、Al₃（Er+Zr）、Al₃（Sc+Zr）、Al₃Y稀土析出相，显著提高复合材料的强度和加工硬化能力，并获得良好的延展性；同时稀土元素的加入还可净化熔体、消除气孔夹杂、改善原位纳米陶瓷颗粒的润湿性、促进原位纳米陶瓷颗粒球化，实现了原位纳米陶瓷颗粒与稀土元素的协同耦合强韧化。

4.如权利要求1所述的5G基站用高强韧高导热易焊接铝基复合材料的制备方法，其特征在于，采用电磁超声调控双辊连铸轧装置制备，具体步骤包括：

（1）原位反应粉末通过除气系统的气流通道均匀悬吹入铝熔体中；

（2）在螺旋磁场的无接触搅拌作用下原位合成纳米陶瓷颗粒；

（3）然后加入稀土中间合金均匀复合获得复合材料熔体，并借助高能超声提高熔体中原位纳米陶瓷颗粒和稀土元素的均匀分布；

（4）最后通过铸轧获得复合材料带材。