[发明专利]一种原位合成增强型增材复合粉末、制备方法及用途

权利要求书

1.一种原位合成增强型增材复合粉末的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：

(1)将钛源前驱体与水解抑制剂同步缓慢滴加至去离子水中，在连续搅拌条件下采用酸溶液调节体系pH值至2.5～3.5，持续水解反应形成二氧化钛溶胶；

(2)将单层石墨烯粉末掺加至二氧化钛溶胶中并分散均匀，使二氧化钛溶胶均匀包覆在单层石墨烯粉末表面，经室温陈化、干燥、研磨及筛分处理后得到TiO₂@石墨烯溶胶包覆型粉末；

(3)将TiO₂@石墨烯溶胶包覆型粉末与铝合金粉末进行球磨混合处理得到用于增材制造的原位合成增强型增材复合粉末；

步骤(2)中，所述单层石墨烯粉末为层片状粉末，片径为1～5μm，层厚为0.8～1.2nm；

TiO₂@石墨烯溶胶包覆型粉末中TiO₂与石墨烯的质量比为20:3。

2.根据权利要求1所述的一种原位合成增强型增材复合粉末的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述钛源前驱体为钛酸酯；

所述钛酸酯为钛酸乙酯、钛酸丙酯及钛酸丁酯中的任意一种或者几种。

3.根据权利要求1所述的一种原位合成增强型增材复合粉末的制备方法，其特征在于：步骤(1)中，所述水解抑制剂为无水乙醇与冰醋酸的混合溶液，冰醋酸占混合溶液总体积的百分比为15～25％；

所述钛源前驱体、去离子水和水解抑制剂的体积比为1:2:3.8～1:2:4.2；

所述酸溶液为稀硝酸溶液，水解持续时间为7～10h。

4.根据权利要求1所述的一种原位合成增强型增材复合粉末的制备方法，其特征在于：步骤(2)中，室温陈化时间为1～3d；干燥温度为60～80℃。

5.根据权利要求1所述的一种原位合成增强型增材复合粉末的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述铝合金粉末为球形粉末，粒径为5～165μm；

所述原位合成增强型增材复合粉末中TiO₂@石墨烯溶胶包覆型粉末的质量分数为1～6％。

6.根据权利要求1所述的一种原位合成增强型增材复合粉末的制备方法，其特征在于：步骤(3)中，所述铝合金粉末为AlSi7Mg合金粉末、AlSi10Mg合金粉末及Al-12Si合金粉末中的任意一种或者几种。

7.根据权利要求6所述的一种原位合成增强型增材复合粉末的制备方法，其特征在于：

以质量百分数计

AlSi7Mg合金粉末中Si 6.5～7.5％、Mg 0.25～0.45％、Fe≤0.4％、Mn≤0.3％、Cu≤0.25％、Ti≤0.2％、Zn≤0.25％、Sn≤0.01％、余量为Al；

AlSi10Mg合金粉末中Si 9.5～10.5％，Mg 0.15～0.45％，Fe≤0.45％，Mn≤0.4％，Cu≤0.05％，Ti≤0.1％，Zn≤0.1％，Sn≤0.05％，余量为Al；

Al-12Si合金粉末中Si 10.5～13.5％，Mg≤0.1％，Fe≤0.65％，Mn≤0.5％，Cu≤0.05％，Ti≤0.15％，Zn≤0.15％，Sn≤0.05％，余量为Al。

8.一种原位合成增强型增材复合粉末，其特征在于，采用权利要求1～7任意一项所述制备方法所制备。

9.一种权利要求1～7任意一项所述制备方法所制备的原位合成增强型增材复合粉末的用途，其特征在于：用于激光3D打印制备高性能的双相陶瓷增强铝基复合材料。