一种片状粉末微叠层W基复合材料及其制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN112080676A(43)申请公布日2020.12.15(21)申请号202010807405.1(22)申请日2020.08.12(71)申请人西安理工大学地址710048陕西省西安市碑林区金花南路5号(72)发明人王芙愿梁淑华邹军涛(74)专利代理机构西安弘理专利事务所61214代理人弓长(51)Int.Cl.C22C27/04(2006.01)C22C1/04(2006.01)B22F1/00(2006.01)权利要求书1页说明书4页(54)发明名称一种片状粉末微叠层W基复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种片状粉末微叠层W基复合材料，包括钨层和韧性金属层，钨层和韧性金属层有取向进行叠层堆垛，通过加热和加压处理，形成片状粉末微叠层W基复合材料。还公开了其制备方法，具体为：将钨前驱体和韧性金属前驱体通过球磨的方式形成片状结构的粉体，之后将钨粉或者钨合金粉和韧性金属粉球磨混合，烘干，冷压成型；最后其放置在真空热压炉中进行烧结，随炉冷却，即可。本发明的片状粉末微叠层W基复合材料，在材料内部形成“硬质相”—钨粉和“软质相”—韧性金属粉的软硬结合，并且片状粉体的叠层结构，在材料内部形成多界面，有利于提升材料抗裂纹扩展能力，在赋予材料高强度，高硬度的同时，有效地改善材料的韧性。CN112080676ACN112080676A权利要求书1/1页1.一种片状粉末微叠层W基复合材料，其特征在于，包括钨层和韧性金属层，钨层和韧性金属层有取向进行叠层堆垛，通过加热和加压处理，形成片状粉末微叠层W基复合材料。2.根据权利要求1所述的一种片状粉末微叠层W基复合材料，所述钨层为片状钨粉或者片状钨合金粉；所述韧性金属层为片状铝粉、片状铝合金粉、片状铁粉、片状铁合金粉、片状铜粉、片状铜合金粉、片状钛粉、片状钛合金粉中的任意一种；所述钨层和韧性金属层的厚度均为0.1～1μm，径厚比均为10～1000。3.一种片状粉末微叠层W基复合材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，将钨前驱体和韧性金属前驱体通过球磨的方式形成片状结构的粉体，烘干，待用；步骤2，将经步骤1后得到的钨粉或者钨合金粉和韧性金属粉按照一定比例球磨混合，球磨结束后，取出粉体，烘干，待用；步骤3，将经步骤2后得到的混合粉体进行冷压成型；步骤4，经步骤3后得到的坯体放置在模具中，将装有坯体的模具放置在真空热压炉中进行烧结，即进行加压并且加热，随炉冷却到不高于100℃取出，即可得到片状粉末微叠层W基复合材料。4.根据权利要求3所述的一种片状粉末微叠层W基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，钨前驱体为钨粉或者钨合金粉；韧性金属前驱体为铝粉、铝合金粉、铁粉、铁合金粉、铜粉、铜合金粉、钛粉、钛合金粉中的任意一种。5.根据权利要求3所述的一种片状粉末微叠层W基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中，球磨时，球磨介质为不锈钢球、硬质合金球或陶瓷球；球料质量比为3～20：1；转速为200～600转/小时，球磨时间为4～16小时。6.根据权利要求3所述的一种片状粉末微叠层W基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中，球磨时，球磨介质为不锈钢球、硬质合金球或陶瓷球；球料质量比为3～20：1；转速为50～300转/小时，球磨时间为0.5～5小时。7.根据权利要求3所述的一种片状粉末微叠层W基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1和步骤2中，烘干温度均为50～100℃，烘干时间均为5～24小时。8.根据权利要求3所述的一种片状粉末微叠层W基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤3中，冷压成型时，压力为50～400Mpa，保压时间为30s～600s。9.根据权利要求3所述的一种片状粉末微叠层W基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤4中，烧结温度为500～1400℃，保温时间为0.5～4h，在保温阶段施加压力为0～60Mpa；烧结过程中真空热压炉的保护气体为真空、纯氢气、纯氩气、纯氮气、氨气分解得到气体中的任意一种。2CN112080676A说明书1/4页一种片状粉末微叠层W基复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种片状粉末微叠层W基复合材料，还涉及该W基复合材料的制备方法。背景技术[0002]对于理想的装甲防护材料，要求具备高强度，高硬度的同时具有高韧性和低密度，其反馈到材料破坏的本质上，就是要求装甲材料能够有效地吸收高速弹丸携带的能量，在尽可能保持材料结构尺寸的条件下，最大限度地消耗弹丸的动能，即尽可能地增加裂纹扩展路径。而在材料中，内部界面作为裂纹传播路径上的阻碍，可以有效地阻挡裂纹扩展，增加裂纹扩展路径，进而消耗裂纹能量。因此，增加材料