申請人:北京理工大學(xué)
發(fā)明人:張洪梅 傅鑄杰 穆嘯楠 范群波
摘要:本發(fā)明涉及一種納米金剛石增強鈦基復(fù)合材料,屬于復(fù)合材料技術(shù)領(lǐng)域。所述復(fù)合材料通過以下制備方法制得:(1)用納米金剛石粉和鈦粉為原料,以300r/min以上轉(zhuǎn)速球磨2h以上,混合均勻后得到漿料,去除料漿中的球磨分散介質(zhì),然空干燥,得到干燥粉末;磨球的直徑為3mm~10mm;納米金剛石粉的體積百分含量為1~1.8%;(2)將干燥粉末裝入模具,在無氧條件下熱壓燒結(jié),升溫至900~1300℃,升壓至30~50MPa,保溫保壓1h,得到所述復(fù)合材料。所述復(fù)合材料具有極高的動態(tài)強度。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米金剛石增強鈦基復(fù)合材料,其特征在于:納米金剛石粉的粒度為1nm~10nm;鈦粉粒度為1μm~30μm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米金剛石增強鈦基復(fù)合材料,其特征在于:采用行星球磨機進行球磨混合,無水乙醇作為球磨分散介質(zhì);磨球為陶瓷球。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米金剛石增強鈦基復(fù)合材料,其特征在于:磨球與混合粉末的質(zhì)量比為4:1~10:1;球磨轉(zhuǎn)速為300r/min~400r/min,球磨2h~18h。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米金剛石增強鈦基復(fù)合材料,其特征在于:將漿料放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除其中的球磨分散介質(zhì);90℃~120℃真空干燥10h~12h。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米金剛石增強鈦基復(fù)合材料,其特征在于:將干燥粉末研磨混合均勻后再裝入模具。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米金剛石增強鈦基復(fù)合材料,其特征在于:模具采用石墨模具,模具內(nèi)部墊有石墨紙。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米金剛石增強鈦基復(fù)合材料,其特征在于:無氧條件采用惰性氣體保護或抽真空實現(xiàn);采用熱壓爐進行熱壓燒結(jié)。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米金剛石增強鈦基復(fù)合材料,其特征在于:熱壓燒結(jié)的升溫速率為10℃/min。
10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種納米金剛石增強鈦基復(fù)合材料,其特征在于:(1)粉末處理中:納米金剛石粉的粒度為1nm~10nm;鈦粉的粒度為1μm~30μm;鈦粉為球形;采用行星球磨機進行球磨混合;無水乙醇作為球磨分散介質(zhì);磨球為ZrO2球;磨球與混合粉末的質(zhì)量比為4:1~10:1;球磨轉(zhuǎn)速為300r/min~400r/min,球磨2h~18h;將漿料放入旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)儀旋轉(zhuǎn)蒸發(fā)去除其中的球磨分散介質(zhì);在真空干燥箱中于90℃~120℃真空干燥10h~12h;(2)熱壓燒結(jié)中:將干燥粉末研磨混合均勻后再裝入模具;模具采用石墨模具,模具內(nèi)部墊有石墨紙;無氧條件采用惰性氣體保護或抽真空實現(xiàn);采用熱壓爐進行熱壓燒結(jié);熱壓燒結(jié)的升溫速率為10℃/min。