多級結構鎢顆粒增強鋁基複合材料

鎢顆粒增強鋁基複合材料是一種耐高溫、高強度、高耐磨的輕質 結構功能一體化材料，極具應用潛力和實用價值，在航空、航太、汽車和電子等領域有著廣泛的應用。

金屬鎢具有高熔點、高硬度、化學性質穩定等優點，與陶瓷增強相相比，又具有良好的導電性以及與基體的相容性。但是，鋁和鎢的熔點和密度差別較大，常規的金屬基複合材料製備方法，如攪拌鑄造法和熔鑄法，無法獲得組織緻密的鎢顆粒增強鋁基複合材料，所以這些方法並不適用於基體和增強相密度差別較大的材料。

為了解決相關問題，有學者研發出一種多級結構鎢顆粒增強鋁基複合材料的製備方法，具體包括如下步驟：

(1)稱取鎢粉400g，鋁粉200g，不銹鋼磨球3kg，使用行星式球磨機在氬氣保護的環境中，以轉速為400轉/分鐘的條件下進行球磨，球磨時間為8h，獲得Al包覆的W顆粒團簇複合粉末；

(2)稱取步驟(1)中的Al包覆的W顆粒團簇複合粉末750g與鋁粉250g，使用雙錐混料機在氬氣保護的條件下混料，磨球與粉料重量比為1:1，混合時間為8h，得到複合粉體；

(3)將步驟(2)中的複合粉體在預先制好的鋁制包套中並振實，並進行真空加熱除氣處理，除氣溫度為400℃，升溫速率為50℃/h，真空度低於1×10-3Pa條件下升溫，除氣時間 不少於12h，真空度低於1×10-3Pa的條件下封口；

(4)步驟(3)中的複合粉體以10℃/min的升溫速率升溫至520℃，在壓力為200MPa 的熱等靜壓條件下保溫2h，隨爐冷卻至室溫實現複合材料的成型，使用車床去除表面鋁包套，即得到多級結構鎢顆粒增強鋁基複合材料。

通過上述過程所製備的多級結構鎢顆粒增強鋁基複合材料，具有介面結合力強、力學性能好的特點，緻密度大於99.5％，室溫抗彎強度大於400MPa，室溫抗拉強度大於300MPa，室溫屈服強度大於200MPa，室溫延伸率6％，是一種輕質高強複合材料，在航太航空業具有很大的應用潛力。

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