(57)【要約】【課題】本発明は、アルミニウム基複合材料体の製造方法に関する。【解決手段】本発明のアルミニウム基複合材料体の製造方法は、半固体状のアルミニウム基材料を形成する第一ステップと、前記半固体状のアルミニウム基材料に強化ナノ粒子を加えて、半固体状の混合物を得る第二ステップと、前記半固体状の混合物を加熱させて、液体状態にさせる第三ステップと、前記液体状態の混合物を超音波処理する第四ステップと、前記液体状態の混合物を冷却させて、アルミニウム基複合材料体を得る第五ステップと、を含む。【選択図】図１
2011136370.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
半固体状のアルミニウム基材料を形成する第一ステップと、
前記半固体状のアルミニウム基材料に強化ナノ粒子を加えて、半固体状の混合物を得る第二ステップと、
前記半固体状の混合物を加熱させて、液体状態にさせる第三ステップと、
前記液体状態の混合物を超音波処理する第四ステップと、
前記液体状態の混合物を冷却させて、アルミニウム基複合材料体を得る第五ステップと、
を含むことを特徴とするアルミニウム基複合材料体の製造方法。
【請求項２】
前記第一ステップにおいて、前記半固体状のアルミニウム基材料を形成する方法は、固体アルミニウム基金属を提供する第一サブステップと、前記固体アルミニウム基金属を、その液相線温度及び固相線温度の間の温度まで加熱して、半固体状のアルミニウム基金属を形成する第二サブステップと、前記半固体状のアルミニウム基金属を所定の時間に保持する第三サブステップと、を含むことを特徴とする請求項１に記載のアルミニウム基複合材料体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、アルミニウム基複合材料体の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
複合材料は、一般に異なる特性がある２種類以上の成分を含む粉体粒子である。現在、アルミニウム基複合材料体は、重量が軽く、高い比強度/比硬度、耐摩耗性及び耐高温等の優れた点を有するので、広範な分野での応用が期待されている。アルミニウム基複合材料体の特性は、該アルミニウム基複合材料体に分散されている強化体のサイズに関係がある。強化体のサイズが小さいほど、アルミニウム基複合材料体の特性がよくなる。しかし、強化体のサイズが小さすぎると、強化体は溶融アルミニウム基複合材料に均一的に分散することが難しい。
【０００３】
上記の問題を解決するために、高強度超音波処理方法によって、小さなサイズの強化体を溶融アルミニウム基複合材料に分散させている。前記高強度超音波処理方法は、超音波を使用して、溶融アルミニウム基複合材料に生じるキャビテーション影響及び機械的な影響によって、前記強化体を前記アルミニウム基複合材料に分散させることを促進できる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかし、高強度超音波処理方法では、ナノサイズな強化体と溶融アルミニウム基複合材料との間の密度差に起因して、凝集する傾向があり、溶融アルミニウム基複合材料と混合しない。その結果、最初に溶融アルミニウム基複合材料に分散させたナノサイズな強化体が、凝固時に凝固金属内に均一に分散するように捕捉されることは極めて困難である。分散質の著しく不均一な分布では、最適な機械的性能は得られない。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
従って、前記課題を解決するために、本発明はナノ粒子材料が均一的に分散されているアルミニウム基複合材料体の製造方法を提供する。
【０００６】
本発明のアルミニウム基複合材料体の製造方法は、半固体状のアルミニウム基材料を形成する第一ステップと、前記半固体状のアルミニウム基材料に強化ナノ粒子を加えて、半固体状の混合物を得る第二ステップと、前記半固体状の混合物を加熱させて、液体状態の混合物になるまで加熱する第三ステップと、前記液体状態の混合物を超音波処理する第四ステップと、前記液体状態の混合物を冷却させて、アルミニウム基複合材料体を得る第五ステップと、を含む。
【０００７】
前記第一ステップにおいて、前記半固体状のアルミニウム基材料を形成する方法は、固体アルミニウム基金属を提供する第一サブステップと、前記固体アルミニウム基金属を、その液相線温度及び固相線温度の間の温度まで加熱して、半固体状のアルミニウム基金属を形成する第二サブステップと、前記半固体状のアルミニウム基金属を所定の時間に保持する第三サブステップと、を含む。
【発明の効果】
【０００８】
従来の技術と比べて、本発明のアルミニウム基複合材料体の製造方法において、強化ナノ粒子は半固体状のアルミニウム基材料に加えられ、前記半固体状のアルミニウム基材料の粘性抵抗は大きいので、前記半固体状のアルミニウム基材料における前記強化ナノ粒子は、前記半固体状のアルミニウム基材料に束縛されて、上昇したり又は落ちたりし難い。従って、前記強化ナノ粒子が加えられた前記半固体状のアルミニウム基材料を撹拌する場合に生じる渦運動の遠心力によって、前記強化ナノ粒子は、全ての前記半固体状のアルミニウム基材料に均一的に分散されることができる。更に、半固体状のアルミニウム基材料は、液体状のアルミニウム基材料と比較して酸化し難い。前記液体状態の混合物を超音波処理することにより、前記強化ナノ粒子を、前記液体状態の混合物の各々の領域に全て均一的に分散させることができる。この場合、微視的世界及び巨視において、前記強化ナノ粒子は、全て前記液体状態の混合物に均一的に分散される。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明のアルミニウム基複合材料体の製造方法のフローチャートである。
【図２】実施例１のＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の透過型電子顕微鏡写真である。
【図３】実施例３のＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の透過型電子顕微鏡写真である。
【図４】実施例４のＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の透過型電子顕微鏡写真である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、図面を参照して、本発明の実施形態について説明する。
【００１１】
図１を参照すると、本実施形態のアルミニウム基複合材料体の製造方法は、半固体状のアルミニウム基材料を形成するステップＳ１０と、前記半固体状のアルミニウム基材料に強化ナノ粒子を加えて、半固体状の混合物を得るステップＳ２０と、前記半固体状の混合物を加熱させて、液体状態にさせるステップＳ３０と、前記液体状態の混合物を超音波処理するステップＳ４０と、前記液体状態の混合物を冷却させて、アルミニウム基複合材料体を得るステップＳ５０と、を含む。
【００１２】
前記ステップＳ１０において、前記半固体状のアルミニウム基材料は、純なアルミニウム又はアルミニウム合金からなる。前記アルミニウム合金は、アルミニウム（Ａｌ）と、銅（Ｃｕ）、シリコン（Ｓｉ）、マグネシウム（Ｍｇ）、亜鉛（Ｚｎ）、マンガン（Ｍｎ）、ニッケル（Ｎｉ）、鉄（Ｆｅ）、チタン（Ｔｉ）、ゲルマニウム（Ｇｅ）、リチウム（Ｌｉ）またはそれらの組み合わせのような他の金属とを含んでいる。
【００１３】
一つの例として、前記ステップＳ１０において、前記半固体状のアルミニウム基材料を形成する方法は、固体アルミニウム基金属を提供するステップＳ１０１と、前記固体アルミニウム基金属を、その液相線温度及び固相線温度の間の温度まで加熱して、半固体状のアルミニウム基金属を形成するステップＳ１０２と、前記半固体状のアルミニウム基金属を所定の時間に保持するステップＳ１０３と、を含む。
【００１４】
前記ステップＳ１０１において、前記固体アルミニウム基金属は、純なアルミニウム粒子、アルミニウム合金粒子又はアルミニウム合金鋳物からなることができる。
【００１５】
前記ステップＳ１０２において、前記固体アルミニウム基金属を、電気抵抗炉によって加熱させることができる。前記電気抵抗炉は、坩堝電気抵抗炉であることができる。前記固体アルミニウム基金属を加熱する前に、それを粘土黒鉛坩堝又はステンレス鋼容器に置く。保護ガス又は真空環境において、前記固体アルミニウム基金属を加熱することにより、前記固体アルミニウム基金属のアルミニウムが酸化されることを防止できる。前記保護ガスは、前記ステップ１０、前記ステップ２０、前記ステップ３０、前記ステップ４０及び前記ステップ５０の全ての工程に、存在する。
【００１６】
前記Ｓ１０３において、加熱されたアルミニウム基金属に、固体及び半固体状のアルミニウム基金属が共存することを防止するために、半固体状のアルミニウム基金属を、１０分〜６０分時間で半固結状態に維持させる。
【００１７】
もう一つの例として、前記ステップＳ１０において、前記半固体状のアルミニウム基材料を形成する方法は、固体アルミニウム基金属を提供するステップＳ１１１と、前記固体アルミニウム基金属を、その液相線温度より５０℃高い温度まで加熱して、液体状のアルミニウム基材料を得るステップＳ１１２と、前記液体状のアルミニウム基材料を、その液相線温度及び固相線温度の間の温度まで冷却することにより、半固体状のアルミニウム基金属を形成するステップＳ１１３と、を含む。該方法によって形成された半固体状のアルミニウム基金属の内部と外部を、全て半固体状とすることができる。
【００１８】
前記ステップＳ２０において、前記強化ナノ粒子は、カーボンナノチューブ（ＣＮＴ）、炭化ケイ素（ＳｉＣ）、酸化アルミニウム（Ａｌ２Ｏ３）及び炭化ホウ素（Ｂ４Ｃ）の一種又は数種からなる。前記アルミニウム基複合材料体における前記強化ナノ粒子の重量パーセンテージは、０．５ｗｔ％〜５．０ｗｔ％であるが、前記強化ナノ粒子がアルミニウム基金属の中に凝集することを防止するために、前記強化ナノ粒子の重量パーセンテージは０．５％〜２．０％であることが好ましい。前記強化ナノ粒子の粒径は、１ｎｍ〜１００ｎｍである。前記強化ナノ粒子はカーボンナノチューブである場合、その外径が１０ｎｍ〜５０ｎｍであり、その長さが０．１μｍ〜５０μｍである。前記半固体状のアルミニウム基材料に強化ナノ粒子を加える前に、前記強化ナノ粒子を３００℃〜３５０℃まで加熱して、前記強化ナノ粒子の表面に付着された水を除去することができる。従って、前記強化ナノ粒子及び前記半固体状のアルミニウム基材料の間の濡れ性は増強される。
【００１９】
例えば、前記強化ナノ粒子を、前記半固体状のアルミニウム基材料に均一的に分散させるために、前記半固体状のアルミニウム基材料に強化ナノ粒子を加えると同時に、前記半固体状のアルミニウム基材料を撹拌することができる。機械攪拌器又は電磁気攪拌器によって、前記半固体状のアルミニウム基材料を強力的に撹拌することが好ましい。前記機械攪拌器は、複数のプロペラを有する超音波攪拌器である。前記複数のプロペラは、二層式または三層式で配列されることができる。前記半固体状のアルミニウム基材料を撹拌する場合、前記超音波攪拌器のプロペラを、２００ｒ／ｍｉｎ〜５００ｒ／ｍｉｎの回転速度で１分〜５分時間攪拌する。
【００２０】
前記半固体状のアルミニウム基材料を撹拌する過程で、前記強化ナノ粒子を加える場合、前記強化ナノ粒子を、前記半固体状のアルミニウム基材料にゆっくりと連続的に加えることにより、前記強化ナノ粒子を、前記半固体状のアルミニウム基材料に均一的に分散させることができる。前記強化ナノ粒子を、前記半固体状のアルミニウム基材料に一度に全て加えてしまうと、前記強化ナノ粒子は、前記半固体状のアルミニウム基材料において凝集する問題が生じてしまう。その他、鋼鉄管、漏斗又は微穴を有する篩によって、前記強化ナノ粒子を、前記半固体状のアルミニウム基材料に加えることができる。これにより、前記強化ナノ粒子の加入速度を制御できる。従って、前記強化ナノ粒子を、前記半固体状のアルミニウム基材料に均一的に分散させる。
【００２１】
前記半固体状のアルミニウム基材料は、ある程度の柔軟度を有するので、これに前記強化ナノ粒子を加える場合、前記強化ナノ粒子が損傷することを避けることができる。更に、前記半固体状のアルミニウム基材料の粘性抵抗が大きいので、前記半固体状のアルミニウム基材料における前記強化ナノ粒子は、前記半固体状のアルミニウム基材料に束縛されて、上昇したり又は落ちたりし難い。従って、前記強化ナノ粒子が加えられた前記半固体状のアルミニウム基材料を撹拌する場合に生じる渦運動の遠心力によって、前記強化ナノ粒子は、全ての前記半固体状のアルミニウム基材料に均一的に分散されることができる。これにより、前記強化ナノ粒子が均一的に分散された半固体状の混合物を得る。
【００２２】
前記ステップＳ３０において、保護ガスの雰囲気で、前記半固体状の混合物を、その液相線温度より高い温度まで加熱させる。前記半固体状の混合物を加熱させる過程において、前記強化ナノ粒子は、前記混合物で分散状態は変化しない。
【００２３】
前記ステップＳ４０において、前記液体状態の混合物を超音波処理することにより、前記強化ナノ粒子を、前記液体状態の中で全て均一的に分散させることができる。前記超音波のプローブは、２０ｍｍ〜５０ｍｍの深さまで、前記液体状態の混合物に挿入される。前記液体状態の混合物を超音波処理する場合、前記超音波の周波数が１５ｋＨｚ〜２０ｋＨｚ、最大出力パワーが１．４ｋＷ〜４ＫＷであり、処理時間が１０分〜３０分時間である。前記強化ナノ粒子の量が多いほど、前記液体状態の混合物を超音波処理する時間は長い。逆に、前記強化ナノ粒子の量が少ないほど、前記液体状態の混合物を超音波処理する時間は短い。
【００２４】
前記液体状態の混合物は、その粘性抵抗が小さく、その流動性がよいので、前記液体状態の混合物に作用する超音波は、半固体状の混合物に作用する超音波より強い。前記液体状態の混合物を超音波処理することにより、前記液体状態の混合物の局部に存在する前記強化ナノ粒子の凝集体を分散させることができる。この場合、微視的世界及び巨視において、前記強化ナノ粒子は、全て前記液体状態の混合物に均一的に分散される。
【００２５】
前記ステップＳ５０において、前記液体状態の混合物を冷却する方法は、炉冷却方法又は自然対流冷却方法とすることができる。一つの例として、前記液体状態の混合物を冷却する方法は、前記液体状態の混合物を、その鋳込み温度まで加熱させるステップＳ５１と、一つの金型を提供するステップＳ５２と、前記鋳込み温度まで加熱した液体状態の混合物を前記金型に注入するステップＳ５３と、前記金型を冷却するステップＳ５４と、を含む。
【００２６】
前記ステップＳ５１において、前記鋳込み温度は、液体状態の混合物を前記金型に注入できる温度である。前記鋳込み温度は、前記アルミニウム基材料の液相線温度より高く、６５０℃〜６８０℃である。前記強化ナノ粒子の量が多いほど、前記鋳込み温度は高くなる。逆に、前記強化ナノ粒子の量が少ないほど、前記鋳込み温度は低くなる。
【００２７】
前記ステップＳ５２において、前記金型は、金属からなる。前記金型は、予熱されることができる。前記金型の予熱温度は、２００℃〜３００℃である。前記金型の予熱温度は、アルミニウム基複合材料の性能に影響を与える。前記金型の予熱温度が低すぎる場合、前記液体状態の混合物を、前記金型に全て充填させることができない。これにより形成されたアルミニウム基複合材料体には穴が生じる可能性がある。前記金型の予熱温度が高すぎる場合、形成されたアルミニウム基複合材料体の結晶粒構造のサイズが大きくなる。従って、アルミニウム基複合材料体の性能が低まる。
【００２８】
以下、図面を参照して、本発明の実施例について説明する。
【００２９】
（実施例１）
本実施例は、ＳｉＣナノ粒子の重量パーセンテージが０．５ｗｔ％であるＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の製造方法を提供する。前記ＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の製造方法は、電気抵抗炉及び３キログラムのＡＤＣ１２アルミニウム合金を提供するステップＳ１１１と、前記電気抵抗炉によって前記ＡＤＣ１２アルミニウム合金を６５０℃まで加熱させるステップＳ１１２と、前記ＡＤＣ１２アルミニウム合金を５５０℃まで冷却させて、３０分間保温して、半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金を得るステップＳ１１３と、前記半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金材料を機械攪拌器によって攪拌すると同時に、１５グラムのＳｉＣナノ粒子を加えて、半固体状の混合物を得るステップＳ１１４と、前記半固体状の混合物を６２０℃まで加熱させて、液体状態の混合物を得るステップＳ１１５と、前記液体状態の混合物を超音波処理するステップＳ１１６と、前記超音波処理された液体状態の混合物を６５０℃まで加熱させて、金型に注入するステップＳ１１７と、前記金型を冷却して、ＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体を形成するステップＳ１１８と、を含む。
【００３０】
前記ステップＳ１１４において、前記機械攪拌器の攪拌速度は、２００ｒ／ｍｉｎ〜３００ｒ／ｍｉｎである。前記１５グラムのＳｉＣナノ粒子の平均粒径は４０ｎｍである。前記ＳｉＣナノ粒子を、前記半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金材料に加える前に、２００℃〜３００℃まで予熱される。前記ＳｉＣナノ粒子を前記半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金材料に加える時間は、１分間である。前記ステップＳ１１６において、前記液体状態の混合物を１０分間超音波処理し、前記超音波の周波数が２０ｋＨｚ、その最大出力パワーが１．４ｋＷである。
【００３１】
前記ステップＳ１１７において、前記金型は予熱される。前記金型の予熱温度は、２１０℃である。
【００３２】
図２を参照すると、複数のＳｉＣナノ粒子がＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体に均一的に分散されており、前記複数のＳｉＣナノ粒子は互いに凝集されていない。該ＳｉＣナノ粒子の重量パーセンテージが０．５ｗｔ％である本実施例のＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の抗張力は、従来のＡＤＣ１２アルミニウム基合金に比べると９．４５％より高く、その弾性係数は２１．２４％より高く、靭性は４０％より高く、硬度は２．９６％より高い。
【００３３】
（実施例２）
本実施例は、ＳｉＣナノ粒子の重量パーセンテージが１．０ｗｔ％であるＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の製造方法を提供する。前記ＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の製造方法は、電気抵抗炉及び３キログラムのＡＤＣ１２アルミニウム合金を提供するステップＳ２１１と、前記電気抵抗炉によって前記ＡＤＣ１２アルミニウム合金を６５０℃まで加熱させるステップＳ２１２と、前記ＡＤＣ１２アルミニウム合金を５５０℃まで冷却させて、３０分間保温して、半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金を得るステップＳ２１３と、前記半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金材料を機械攪拌器によって攪拌すると同時に、３０グラムのＳｉＣナノ粒子を加えて、半固体状の混合物を得るステップＳ２１４と、前記半固体状の混合物を６２０℃まで加熱させて、液体状態の混合物を得るステップＳ２１５と、前記液体状態の混合物を超音波処理するステップＳ２１６と、前記超音波処理された液体状態の混合物を６６０℃まで加熱させて、金型に注入するステップＳ２１７と、前記金型を冷却して、ＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体を形成するステップＳ２１８と、を含む。
【００３４】
前記ステップＳ２１４において、前記機械攪拌器の攪拌速度は、２００ｒ／ｍｉｎ〜３００ｒ／ｍｉｎである。前記３０グラムのＳｉＣナノ粒子の平均粒径は４０ｎｍである。前記ＳｉＣナノ粒子を、前記半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金材料に加える前に、３００℃まで予熱される。前記ＳｉＣナノ粒子を、前記半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金材料に加える時間は、２分間である。前記ステップＳ２１６において、前記液体状態の混合物を１０分間超音波処理し、前記超音波の周波数が、２０ｋＨｚであり、その最大出力パワーが１．４ｋＷである。
【００３５】
前記ステップＳ２１７において、前記金型は予熱される。前記金型の予熱温度は、２１０℃である。
【００３６】
ＳｉＣナノ粒子の重量パーセンテージが１．０ｗｔ％である本実施例のＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の抗張力は、従来のＡＤＣ１２アルミニウム基合金に比べると１２％より高く、弾性係数は２１．９８％より高く、靭性は４９％より高く、硬度は４．８３％より高い。
【００３７】
（実施例３）
本実施例は、ＳｉＣナノ粒子の重量パーセンテージが１．５ｗｔ％であるＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の製造方法を提供する。前記ＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の製造方法は、電気抵抗炉及び３キログラムのＡＤＣ１２アルミニウム合金を提供するステップＳ３１１と、前記電気抵抗炉によって前記ＡＤＣ１２アルミニウム合金を６５０℃まで加熱させるステップＳ３１２と、前記ＡＤＣ１２アルミニウム合金を５８０℃まで冷却させて、３０分間保温して、半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金を得るステップＳ３１３と、前記半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金材料を機械攪拌器によって攪拌すると同時に、４５グラムのＳｉＣナノ粒子を加えて、半固体状の混合物を得るステップＳ３１４と、前記半固体状の混合物を６２０℃まで加熱させて、液体状態の混合物を得るステップＳ３１５と、前記液体状態の混合物を超音波処理するステップＳ３１６と、前記超音波処理された液体状態の混合物を６７０℃まで加熱させて、金型に注入するステップＳ３１７と、前記金型を冷却して、ＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体を形成するステップＳ３１８と、を含む。
【００３８】
前記ステップＳ３１４において、前記機械攪拌器の攪拌速度は、３００ｒ／ｍｉｎ〜５００ｒ／ｍｉｎである。前記４５グラムのＳｉＣナノ粒子の平均粒径は４０ｎｍである。前記ＳｉＣナノ粒子を、前記半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金材料に加える前に、３００℃まで予熱される。前記ＳｉＣナノ粒子を、前記半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金材料に加える時間は、３分間である。前記ステップＳ３１６において、前記液体状態の混合物を１５分間超音波処理し、前記超音波の周波数が、２０ｋＨｚであり、その最大出力パワーが１．４ｋＷである。
。
【００３９】
前記ステップＳ３１７において、前記金型は予熱される。前記金型の予熱温度は、２１０℃である。
【００４０】
図３を参照すると、ＳｉＣナノ粒子の重量パーセンテージが１．５ｗｔ％であるＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体において、複数のＳｉＣナノ粒子が均一に分散されており、前記複数のＳｉＣナノ粒子は互いに凝集されていない。ＳｉＣナノ粒子の重量パーセンテージが１．５ｗｔ％である本実施例のＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の抗張力は、従来のＡＤＣ１２アルミニウム基合金に比べると１４．３３％より高く、その弾性係数は３２．４５％より高く、その靭性は９８．０４％より高く、その硬度は６．１０％より高い。
【００４１】
（実施例４）
本実施例は、ＳｉＣナノ粒子の重量パーセンテージが２．０ｗｔ％であるＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の製造方法を提供する。前記ＳｉＣナノ粒子の重量パーセンテージが２．０ｗｔ％であるＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の製造方法は、電気抵抗炉及び３キログラムのＡＤＣ１２アルミニウム合金を提供するステップＳ４１１と、前記電気抵抗炉によって前記ＡＤＣ１２アルミニウム合金を６５０℃まで加熱させるステップＳ４１２と、前記ＡＤＣ１２アルミニウム合金を５５０℃まで冷却させて、３０分間保温して、半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金を得るステップＳ４１３と、前記半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金材料を機械攪拌器によって攪拌すると同時に、６０グラムのＳｉＣナノ粒子を加えて、半固体状の混合物を得るステップＳ４１４と、前記半固体状の混合物を６２０℃まで加熱させて、液体状態の混合物を得るステップＳ４１５と、前記液体状態の混合物を超音波処理するステップＳ４１６と、前記超音波処理された液体状態の混合物を６７０℃まで加熱させて、金型に注入するステップＳ４１７と、前記金型を冷却して、ＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体を形成するステップＳ４１８と、を含む。
【００４２】
前記ステップＳ４１４において、前記機械攪拌器の攪拌速度は、３００ｒ／ｍｉｎ〜５００ｒ／ｍｉｎである。前記６０グラムのＳｉＣナノ粒子の平均粒径は４０ｎｍである。前記ＳｉＣナノ粒子を、前記半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金材料に加える前に、３００℃まで予熱される。前記ＳｉＣナノ粒子を、前記半固体状のＡＤＣ１２アルミニウム合金材料に加える時間は、５分間である。前記ステップＳ４１６において、前記液体状態の混合物を１５分間超音波処理する場合、前記超音波の周波数が、２０ｋＨｚであり、その最大出力パワーが１．４ｋＷである。
【００４３】
前記ステップＳ４１７において、前記金型は予熱される。前記金型の予熱温度は、２１０℃である。
【００４４】
図４を参照すると、ＳｉＣナノ粒子の重量パーセンテージが２．０ｗｔ％であるＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体において、複数のＳｉＣナノ粒子が均一に分散されており、前記複数のＳｉＣナノ粒子は互いに凝集されていない。ＳｉＣナノ粒子の重量パーセンテージが２．０ｗｔ％である本実施例のＳｉＣ/ＡＤＣ１２アルミニウム基複合材料体の抗張力は、従来のＡＤＣ１２アルミニウム基合金に比べると２２．８７％より高く、その弾性係数は４３．１％より高く、その靭性は１５５．８８％より高く、その硬度は７．３８％より高い。
【図１】
2011136370.tif 000003
【図２】
2011136370.tif 000004
【図３】
2011136370.tif 000005
【図４】
2011136370.tif 000006