技術領域

本發明屬于顆粒增強鋁基復合材料技術領域；特別涉及一種包鋁顆粒增強鋁基復合材料及其制備方法。

背景技術

顆粒增強鋁基復合材料具有比強度高、比剛度高、耐磨損、耐疲勞、熱膨脹系數小等優異的綜合性能，可廣泛應用于航空航天、汽車、電子、體育器材等領域。在很多應用場合，對材料的表面性能也有特殊的要求，譬如防腐性能、電磁屏蔽性能等，顆粒增強鋁基復合材料本身的表面并不總能滿足特定的要求。

粉末冶金法是一種較為成熟的制備顆粒增強鋁基復合材料的方法。顆粒增強鋁基復合材料中由于增強體的存在，增大了材料的冶金不均勻性，由于增強體本身可以作為腐蝕活性中心，且可能改變基體相變動力學過程，在基體與增強體界面形成易引發腐蝕的沉淀相，界面殘余應力和高密度位錯也易引起點蝕，使顆粒增強鋁基復合材料在腐蝕介質中的耐蝕性比不含增強體的基體合金差。目前，顆粒增強鋁基復合材料表面防護方法主要有微弧氧化、陽極氧化、化學鈍化、有機涂層和化學鍍鎳等方法，而這些方法都是對電化學特性本身就不一致的顆粒增強鋁基復合材料表面進行后期電化學處理，不僅工藝條件復雜、表面質量難以控制，而且容易產生污染，限制了顆粒增強鋁基復合材料的應用。

電磁屏蔽是抑制干擾，增強電子設備可靠性及提高產品質量的有效手段。合理地使用電磁屏蔽，可以抑制外來高頻電磁波的干擾，也可以避免作為干擾源去影響其他設備。航空、航天以及汽車行業等對輕量化的迫切要求推動了顆粒增強鋁基復合材料在其電子設備上的應用。由于一些電子設備精度和靈敏度高，需要有良好的電磁環境，顆粒增強鋁基復合材料本身有時并不能滿足電磁屏蔽的要求。為確保電子設備的可靠性，必須在復合材料構件表面制備電磁屏蔽涂層，以避免電子設備器件之間的電磁干擾以及防止雷電造成的熱聚集作用造成破壞。目前這種電磁屏蔽涂層的制備方法主要有噴涂、電鍍、化學鍍等。由于顆粒增強鋁基復合材料本身的冶金不均勻性，這些方法也存在著一定的局限性。

發明內容

本發明的目的之一在于實現一種表面包覆純鋁的顆粒增強鋁基復合材料，以使該復合材料具有防腐功能和電磁屏蔽功能。

本發明的目的之二在于實現一種制備表面包覆純鋁的顆粒增強鋁基復合材料的方法。

本發明的目的是通過以下技術方案達到的：

一種包鋁顆粒增強鋁基復合材料，所述包鋁顆粒增強鋁基復合材料其表面層為純鋁層，芯部夾層為顆粒增強鋁基復合材料。

在本發明的包鋁顆粒增強鋁基復合材料中，所述的包鋁顆粒增強鋁基復合材料的表面層的厚度為0.05～5mm。

在本發明的包鋁顆粒增強鋁基復合材料中，所述的包鋁顆粒增強鋁基復合材料的芯部夾層的厚度的下限為1mm，如果芯部夾層的厚度低于1mm，作為芯部夾層的顆粒增強鋁基復合材料的優異的綜合性能就顯示不明顯；而芯部夾層的厚度的上限并沒有限定，可以無限大，只要純鋁層能夠包覆芯部夾層就可以了，但作為包鋁顆粒增強鋁基復合材料來說，所述的包鋁顆粒增強鋁基復合材料的芯部夾層的厚度優選1～100mm。

在本發明的包鋁顆粒增強鋁基復合材料中，所述的顆粒增強鋁基復合材料的增強體顆粒為SiC、AlN、Al₂O₃、Si、B₄C、TiB₂、Si₃N₄和TiC顆粒中之一種或幾種之混合，其基體為純鋁或鋁合金。

一種優選技術方案，其特征在于：所述包鋁顆粒增強鋁基復合材料是粉末冶金法真空熱壓或熱等靜壓直接包覆的。

一種包鋁顆粒增強鋁基復合材料的制備方法，包括下述步驟：

(1)將增強體顆粒與基體鋁或鋁合金粉末混合均勻制備出鋁基復合材料粉末；

(2)將混合均勻的鋁基復合材料粉末裝入鋁制模套并用鋁蓋封口；

(3)將裝有鋁基復合材料粉末的鋁制模套放入鋼制模具進行真空熱壓，真空熱壓后脫去鋼制模具，得到包鋁顆粒增強鋁基復合材料；

或者將裝有鋁基復合材料粉末的鋁制模套進行真空脫氣，真空脫氣后進行熱等靜壓，得到包鋁顆粒增強鋁基復合材料。

在本發明的一種包鋁顆粒增強鋁基復合材料的制備方法中，該方法還包括步驟(4)：

(4)將步驟(3)得到的包鋁顆粒增強鋁基復合材料進行擠壓、鍛造、軋制和熱處理中的一種或幾種的后續加工，以獲得各種規格不同和性能各異的包鋁顆粒增強鋁基復合材料。

在本發明的包鋁顆粒增強鋁基復合材料的制備方法中，在所述步驟(2)中，鋁基復合材料粉末所裝入鋁制模套的厚度為0.05～5mm。