[发明专利]一种晶内分布增强体的复合材料粉末及其制备和成形方法

权利要求书

1.一种晶内分布增强体的复合材料粉末的制备方法，其特征在于，所述复合材料粉末具体为晶内分布碳纳米管增强铝基复合材料粉末；

所述制备方法，包括如下步骤：

步骤101，粉末配比及处理：

每只球磨罐中均装入CNTs和纯铝粉，其中，CNTs占粉末总量的质量分数为2 wt.%，球料比为5:1；

初始状态加入占粉末总量0.8 wt.%的硬脂酸，当球磨有效时长至8h后加入占粉末总量0.2 wt.%的硬脂酸；

步骤102，球磨过程及参数设计：

将密封完整的球磨罐进行通氩气实现罐内空气的排出处理；

设置球磨参数为转速200rpm，球磨方式为正转10min，停止10min，反转10min，停止10min，依次循环，同时每当球磨有效时长增加2h，中间再停止1h进行球磨罐的冷却，最终有效球磨时长为24h。

2.根据权利要求1所述的晶内分布增强体的复合材料粉末的制备方法，其特征在于，所述复合材料粉末氧含量为0.70%，CNTs分散均匀，所述复合材料粉末的晶粒内部分散的CNTs长径比大。

3.根据权利要求1所述的晶内分布增强体的复合材料粉末的制备方法，其特征在于，单只所述球磨罐容量为500ml，每只所述球磨罐中总计装入120g粉末，且所述纯铝粉选用15-53微米的球形粉末；所述球磨罐为氧化锆球磨罐，且球磨球采用直径10mm的氧化锆球。

4.根据权利要求1所述的晶内分布增强体的复合材料粉末的制备方法，其特征在于，所述将密封完整的球磨罐进行通氩气实现罐内空气的排出处理具体包括如下过程：

先将出气口阀门打开保证气路通畅，调节气体流量为2.5 L/min，在进气口通入氩气，保证通气时间不低于2min；

停止进气时先将进气口的阀门关闭，随后关闭出气口阀门。

5.根据权利要求1所述的晶内分布增强体的复合材料粉末的制备方法，其特征在于，步骤101中装入球磨罐内的材料顺序为，先加入球磨球，随后加入纯铝粉和CNTs、硬脂酸颗粒同时均匀加入，并用药匙将粉末进行均匀搅拌，使得初始CNTs与纯铝粉及硬脂酸颗粒分布均匀。

6.一种晶内分布增强体的复合材料粉末的成形方法，所述复合材料粉末采用权利要求1-5中任一项所述的制备方法制备得到，其特征在于：所述成形方法包括如下步骤：

步骤801，等离子体烧结过程：

将球磨后获得的粉末装入石墨模具中，进行一段时间的预压，随后将所述石墨模具装入等离子体烧结设备炉内进行烧结，使样品致密化；

步骤802，热挤压过程：

将步骤801等离子体烧结获得的样品进行热挤压，首先将样品加热，随后放入预热好的挤压设备中进行热挤压操作，最终获得表面光滑无裂纹的复合挤压成形材料。

7.根据权利要求6所述的晶内分布增强体的复合材料粉末的成形方法，其特征在于：所述等离子体烧结过程具体包括如下过程：

将球磨后获得的粉末装入石墨模具中，采用0.4T的压力进行预压，保压时长不低于10min，随后将所述石墨模具装入等离体子烧结设备炉内进行烧结；烧结温度为590℃，成型压力设定30MPa，真空度1.5×10^-1Pa，保温时间30min，使样品致密化。

8.根据权利要求6所述的晶内分布增强体的复合材料粉末的成形方法，其特征在于，所述热挤压过程具体包括如下过程：

将步骤801等离子体烧结获得的样品进行热挤压，首先在箱式炉中将样品加热至500℃，随后放入预热300℃的挤压设备中，挤压比为18:1，挤压速度3mm/s，最终获得直径7mm，表面光滑无裂纹的复合材料挤压棒材。