申请人:北京理工大学
发明人:张洪梅 傅铸杰 穆啸楠 范群波
摘要:本发明涉及一种纳米金刚石增强钛基复合材料,属于复合材料技术领域。所述复合材料通过以下制备方法制得:(1)用纳米金刚石粉和钛粉为原料,以300r/min以上转速球磨2h以上,混合均匀后得到浆料,去除料浆中的球磨分散介质,然空干燥,得到干燥粉末;磨球的直径为3mm~10mm;纳米金刚石粉的体积百分含量为1~1.8%;(2)将干燥粉末装入模具,在无氧条件下热压烧结,升温至900~1300℃,升压至30~50MPa,保温保压1h,得到所述复合材料。所述复合材料具有极高的动态强度。 主权利要求:1.一种纳米金刚石增强钛基复合材料,其特征在于:所述复合材料通过以下制备方法制得:(1)粉末处理:以纳米金刚石粉和钛粉作为原料,将原料以300r/min以上的转速球磨2h以上,混合均匀后得到浆料,去除料浆中的球磨分散介质,然后真空干燥,得到干燥粉末;其中,磨球的直径为3mm~10mm;以原料的总体积为100%计,纳米金刚石粉的体积百分含量为1%~1.8%;(2)热压烧结:将干燥粉末装入模具,在无氧条件下进行热压烧结,升温升压至900℃~1300℃,30MPa~50MPa,保温保压1h,得到一种纳米金刚石增强钛基复合材料。
2.根据权利要求1所述的一种纳米金刚石增强钛基复合材料,其特征在于:纳米金刚石粉的粒度为1nm~10nm;钛粉粒度为1μm~30μm。
3.根据权利要求1所述的一种纳米金刚石增强钛基复合材料,其特征在于:采用行星球磨机进行球磨混合,无水乙醇作为球磨分散介质;磨球为陶瓷球。
4.根据权利要求1所述的一种纳米金刚石增强钛基复合材料,其特征在于:磨球与混合粉末的质量比为4:1~10:1;球磨转速为300r/min~400r/min,球磨2h~18h。
5.根据权利要求1所述的一种纳米金刚石增强钛基复合材料,其特征在于:将浆料放入旋转蒸发仪旋转蒸发去除其中的球磨分散介质;90℃~120℃真空干燥10h~12h。
6.根据权利要求1所述的一种纳米金刚石增强钛基复合材料,其特征在于:将干燥粉末研磨混合均匀后再装入模具。
7.根据权利要求1所述的一种纳米金刚石增强钛基复合材料,其特征在于:模具采用石墨模具,模具内部垫有石墨纸。
8.根据权利要求1所述的一种纳米金刚石增强钛基复合材料,其特征在于:无氧条件采用惰性气体保护或抽真空实现;采用热压炉进行热压烧结。
9.根据权利要求1所述的一种纳米金刚石增强钛基复合材料,其特征在于:热压烧结的升温速率为10℃/min。
10.根据权利要求1所述的一种纳米金刚石增强钛基复合材料,其特征在于:(1)粉末处理中:纳米金刚石粉的粒度为1nm~10nm;钛粉的粒度为1μm~30μm;钛粉为球形;采用行星球磨机进行球磨混合;无水乙醇作为球磨分散介质;磨球为ZrO2球;磨球与混合粉末的质量比为4:1~10:1;球磨转速为300r/min~400r/min,球磨2h~18h;将浆料放入旋转蒸发仪旋转蒸发去除其中的球磨分散介质;在真空干燥箱中于90℃~120℃真空干燥10h~12h;(2)热压烧结中:将干燥粉末研磨混合均匀后再装入模具;模具采用石墨模具,模具内部垫有石墨纸;无氧条件采用惰性气体保护或抽真空实现;采用热压炉进行热压烧结;热压烧结的升温速率为10℃/min。