权利要求
其中，所述强化相通过粉末冶金过程中将挥发性铵盐和所述基体材料原位反应生成。
2.如权利要求1所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料，其特征在于，所述氮化铝弥散强化铝基复合材料的原料包括铝粉和挥发性铵盐;
所述铝粉和所述挥发性铵盐的重量比为(90~99)：(1~10)。
3.如权利要求2所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料，其特征在于，所述铝粉的粒径为1μm~100μm。
4.如权利要求3所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料，其特征在于，所述铝粉通过雾化的方式制备，雾化介质包括氮气、氩气、空气、水的至少一种，雾化压力为2MPa~100MPa。
5.如权利要求1所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料，其特征在于，所述挥发性铵盐包括氯化铵。
6.如权利要求5所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料，其特征在于，所述氯化铵为氯化铵粉末，所述氯化铵粉末的粒径为0.1μm~2μm。
7.一种如权利要求1至6中任一项所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、将分别球磨处理后的铝粉、挥发性铵盐混合并置于软包套进行冷等静压成型，制得生坯;
S2、将所述步骤S1中制得的生坯置于烧结炉内进行烧结，制得烧结坯锭;
S3、将所述步骤S2中制得的烧结坯锭依次进行热挤压、拉拔和退火处理，制得所述氮化铝弥散强化铝基复合材料。
8.如权利要求7所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，球磨处理过程中，磨球选自氧化锆微球、氧化铝微球和玛瑙微球的任一种，球料比为(5~20)：1，球磨时间为3h~10h。
9.如权利要求7所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S1中，冷等静压成型过程中，成型压力为50MPa~500MPa，保压时间为10s~300s。
10.如权利要求7所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述烧结炉为保护气氛围烧结炉，所述保护气为氮气、氩气的至少一种;
或者，所述步骤S2中，所述烧结炉为真空烧结炉，真空度为10-1Pa~10-3Pa，且所述真空烧结炉中残留气体为氮气、氩气的至少一种。
11.如权利要求7所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中，所述烧结过程包括第一烧结阶段和第二烧结阶段;
所述第一烧结阶段包括：自室温升温至100℃~350℃，保温1h~3h;
所述第二烧结阶段包括：自所述第一烧结阶段的末温升温至500℃~620℃，保温2h~8h。
12.如权利要求7所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S2中烧结得到的烧结坯锭的相对密度为90%~99.8%。
13.如权利要求7所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，所述烧结坯锭的烧结完成至热挤压开始进行的过程中保持温度不变;
和/或，所述步骤S3中，进行热挤压的挤压比为(50~200)：1;
和/或，所述步骤S3中，退火处理的温度为300℃~550℃，退火处理的时间为5min~60min。
14.如权利要求7所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤S3中，通过热挤压将所述烧结坯锭加工为棒材，之后通过拉拔将所述棒材加工为丝材;
和/或，所述步骤S3中，通过热挤压将所述烧结坯锭加工为板材，之后通过拉拔将所述板材加工为带材;
和/或，所述步骤S3中，通过热挤压将所述烧结坯锭加工为厚壁管材，之后通过拉拔将所述厚壁管材加工为薄壁管材。
15.一种丝材，其特征在于，所述丝材应用权利要求1至6中任一项所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料制得。
16.一种带材，其特征在于，所述带材应用权利要求1至6中任一项所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料制得。
17.一种管材，其特征在于，所述管材应用权利要求1至6中任一项所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料制得。
18.一种制冷设备，其特征在于，所述制冷设备应用权利要求1至6中任一项所述的氮化铝弥散强化铝基复合材料;
或者，所述制冷设备应用权利要求15中所述的丝材;
或者，所述制冷设备应用权利要求16中所述的带材;
或者，所述制冷设备应用权利要求17中所述的管材。
说明书
技术领域
[0001]本发明涉及金属材料加工技术领域，特别涉及一种氮化铝弥散强化铝基复合材料、制备方法及应用。
背景技术
[0002]用于制作空调换热器的金属或合金材料要求具有优异的力学性能和良好的导热性能。纯铜的导热系数和强度均满足上述要求，从材质上看纯铜是最优选择，由于铜价飙升且持续不降，高成本对空调及相关产业冲击巨大，需要寻求替代材料。相关技术中采用3000系铝合金(如3003/3103铝合金)，但其强度提升幅度已达传统加工工艺的上限，经长期热循环服役后强度明显降低，同时耐蚀性有待提高。
发明内容
[0003]本发明的主要目的是开发一种同时具有高机械强度和高导热性能的铝基金属材料，能够较好地应用于空调换热器满足其力学性能和导热性能的要求。
[0004]为实现上述目的，本发明提出了一种氮化铝弥散强化铝基复合材料，所述氮化铝弥散强化铝基复合材料以铝为基体材料，氮化铝为强化相;其中，所述强化相通过粉末冶金过程中将挥发性铵盐和所述基体材料原位反应生成。
[0005]在一实施方式中，所述氮化铝弥散强化铝基复合材料的原料包括铝粉和挥发性铵盐;所述铝粉和所述挥发性铵盐的重量比为(90~99)：(1~10)。
[0006]在一实施方式中，所述铝粉的粒径为1μm~100μm。
[0007]在一实施方式中，所述铝粉通过雾化的方式制备，雾化介质包括氮气、氩气、空气、水的至少一种，雾化压力为2MPa~100MPa。
[0008]在一实施方式中，所述挥发性铵盐包括氯化铵。
[0009]在一实施方式中，所述氯化铵为氯化铵粉末，所述氯化铵粉末的粒径为0.1μm~2μm。
[0010]本发明还提出了所述氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将分别球磨处理后的铝粉、挥发性铵盐混合并置于软包套进行冷等静压成型，制得生坯;
S2、将所述步骤S1中制得的生坯置于烧结炉内进行烧结，制得烧结坯锭;
S3、将所述步骤S2中制得的烧结坯锭依次进行热挤压、拉拔和退火处理，制得所述氮化铝弥散强化铝基复合材料。
[0011]在一实施方式中，所述步骤S1中，球磨处理过程中，磨球选自氧化锆微球、氧化铝微球和玛瑙微球的任一种，球料比为(5~20)：1，球磨时间为3h~10h。
[0012]在一实施方式中，所述步骤S1中，冷等静压成型过程中，成型压力为50MPa~500MPa，保压时间为10s~300s。
[0013]在一实施方式中，所述步骤S2中，所述烧结炉为保护气氛围烧结炉，所述保护气为氮气、氩气的至少一种;或者，所述步骤S2中，所述烧结炉为真空烧结炉，真空度为10-1Pa~10-3Pa，且所述真空烧结炉中残留气体为氮气、氩气的至少一种。
[0014]在一实施方式中，所述步骤S2中，所述烧结过程包括第一烧结阶段和第二烧结阶段;
所述第一烧结阶段包括：自室温升温至100℃~350℃，保温1h~3h;
所述第二烧结阶段包括：自所述第一烧结阶段的末温升温至500℃~620℃，保温2h~8h。
[0015]在一实施方式中，所述步骤S2中烧结得到的烧结坯锭的相对密度为90%~99.8%。
[0016]在一实施方式中，所述步骤S3中，所述烧结坯锭的烧结完成至热挤压开始进行的过程中保持温度不变。
[0017]在一实施方式中，所述步骤S3中，进行热挤压的挤压比为(50~200)：1。
[0018]在一实施方式中，所述步骤S3中，退火处理的温度为300℃~550℃，退火处理的时间为5min~60min。
[0019]在一实施方式中，所述步骤S3中，通过热挤压将所述烧结坯锭加工为棒材，之后通过拉拔将所述棒材加工为丝材;和/或，所述步骤S3中，通过热挤压将所述烧结坯锭加工为板材，之后通过拉拔将所述板材加工为带材;和/或，所述步骤S3中，通过热挤压将所述烧结坯锭加工为厚壁管材，之后通过拉拔将所述厚壁管材加工为薄壁管材。
[0020]本发明还提出了一种丝材，所述丝材应用所述氮化铝弥散强化铝基复合材料制得。
[0021]本发明还提出了一种带材，所述带材应用所述氮化铝弥散强化铝基复合材料制得。
[0022]本发明还提出了一种管材，所述管材应用所述氮化铝弥散强化铝基复合材料制得。
[0023]本发明还提出了一种制冷设备，所述制冷设备应用所述氮化铝弥散强化铝基复合材料;或者，所述制冷设备应用所述丝材;或者，所述制冷设备应用所述带材;或者，所述制冷设备应用所述管材。
[0024]本发明中的技术方案设计了一种氮化铝弥散强化铝基复合材料，利用挥发性铵盐的低温分解反应，在铝粉表面原位生成一层氮化铝，同时该反应还能够破坏铝粉表面的氧化膜，使铝粉在烧结过程中得到更致密的材料。通过上述技术方案，本发明中弥散在铝基材料中的氮化铝的晶粒尺寸为纳米级，在铝基材料均匀分散起到较好的弥散强化作用;且氮化铝自身导热性能接近于纯铝，氮化铝与铝具有较好的相容性，从而使制得的氮化铝弥散强化铝基复合材料兼具高强度和高导热性，还具有较好的延展性，能够较好地替代铜进行相关应用。此外，本发明中的氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备工艺适合可以制造大尺寸坯锭，适合大规模工业化生产，具有较高的市场应用价值。
附图说明
[0025]为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。
[0026]图1为实施例1中制得的氮化铝弥散强化铝基复合材料的金相组织图;
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
[0027]下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
[0028]需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)，则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
[0029]另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
[0030]本申请解决的技术问题是：用于制作空调换热器的金属或合金材料要求具有优异的力学性能和良好的导热性能。纯铜的导热系数和强度均满足上述要求，从材质上看纯铜是最优选择，由于铜价飙升且持续不降，高成本对空调及相关产业冲击巨大，需要寻求替代材料。相关技术中采用3000系铝合金(如3003/3103铝合金)，但其强度提升幅度已达传统加工工艺的上限，经长期热循环服役后强度明显降低，同时耐蚀性有待提高。
[0031]需要说明的是，铝基复合材料因其密度低、刚度好、比强度高、耐腐蚀性能好等优点，被广泛应用于各种工程领域的结构应用。相关技术中通过添加SiC、SiO2、TiC、Al2O3、ZrO2和B4C等硬质相对铝基材料进行强化，但上述强化相的导热系数较低，限制了此类铝基复合材料在散热、换热等相关领域的应用。相关技术中还通过外加氮化铝颗粒来制备铝基复合材料，得到了强度较高的复合材料，但由于界面热阻效应导热性能下降明显。相关技术中还通过在铝粉表面利用氮气局部氮化来制备铝基复合材料，得到的复合材料具有导热性能，但力学性能又受到了明显不利影响。
[0032]因此，需要开发出一种同时具有高机械强度和高导热性能的铝基金属材料，能够较好地应用于空调换热器满足其力学性能和导热性能的要求。
[0033]为实现上述目的，本发明提出了一种氮化铝弥散强化铝基复合材料，以铝为基体材料，氮化铝为强化相;其中，强化相通过粉末冶金过程中将挥发性铵盐和基体材料原位反应生成。
[0034]需要说明的是，本申请采用原位氮化得到的纳米级氮化铝颗粒作为铝基材料的强化相，制得的复合材料以铝为基体，细小的氮化铝颗粒弥散分布于基体的晶界与晶内，可细化晶粒、钉扎晶界与位错。位错在晶界与第二相粒子处塞积，位错运动需在较大外力的作用下克服阻碍。细小晶粒带来的曲折晶界能够阻碍裂纹扩展，使复合材料的韧性以及机械强度显著提高。同时由于氮化铝自身导热性能与纯铝相当，使氮化铝弥散强化铝材料兼具高强度、高导热性，且具有良好的塑韧性及延展性，为实现“以铝节铜”起到重要作用。
[0035]还需要说明的是，本申请利用挥发性铵盐的低温分解反应，在铝粉表面原位生成氮化铝层，同时还使铝粉表面的氧化膜破裂，促进铝粉在高温烧结过程中更致密化。控制挥发性铵盐的含量和粒度以及烧结过程的升温过程是保证在铝粉表面生成均匀分布的氮化铝以及烧结致密化的关键，影响生成的氮化铝颗粒的晶粒尺寸和分布状态进而决定制得的氮化铝弥散强化铝基复合材料的力学性能以及导热能力。
[0036]在一实施例中，氮化铝弥散强化铝基复合材料的原料包括铝粉和挥发性铵盐;铝粉和挥发性铵盐的重量比为(90~99)：(1~10)。
[0037]需要说明的是，挥发性铵盐的用量对于制得的氮化铝弥散强化铝基复合材料的金属组织结构和相应的性能具有重要影响，挥发性铵盐在烧结过程中高温分解得到酸性气体和氨气，酸性气体能够破坏铝粉表面的致密氧化铝膜促进烧结致密化，氨气则与铝单质进一步反应在铝粉表面原位生成氮化铝晶粒。挥发性铵盐的用量对上述反应产物具有明显影响，挥发性铵盐的用量过低时，一方面对铝粉表面氧化膜的破裂效果较弱，对烧结致密化的促进作用较小，另一方面生成的氮化铝的量过少，对铝基材料的强化作用较小;挥发性铵盐的用量过高时，原位生成的氮化铝的量过多，进而导致氮化铝晶粒持续长大甚至超过微米级，不仅无法起到钉扎晶界与位错的作用，还会使制得的复合材料的延展性和韧性大幅降低。
[0038]在一实施例中，铝粉的粒径为1μm~100μm。
[0039]需要说明的是，在制备氮化铝弥散强化铝基复合材料时通过限定铝粉的粒径：一方面，铝粉的粒径过大时，挥发性铵盐无法及时且完全破坏铝粉表面的氧化膜，从而导致原位氮化反应过于缓慢，导致单位铝粉表面负载的氮化铝的量过少，对铝基材料的强化作用较小;另一方面，铝粉的粒径过小时，比表面积过大，相应的单位质量的铝粉表面的活性位点更多，导致原位氮化反应更剧烈，易得到晶粒尺寸过大的氮化铝颗粒。
[0040]在一实施例中，所述铝粉通过雾化的方式制备，雾化介质包括氮气、氩气、空气、水的至少一种，雾化压力为2MPa~100MPa。
[0041]可以理解的是，以雾化介质进行分类，雾化的方式包括气体雾化和水雾化;其中，气体雾化的雾化压力相较于水雾化更低，为2MPa~10MPa;且气体雾化制得的固体颗粒的形貌更规整，而水雾化的经济性更好。
[0042]在一实施例中，所述挥发性铵盐包括氯化铵。
[0043]可以理解的是，本申请利用氯化铵的低温分解反应，氯化铵在烧结过程中高温分解得到氯化氢和氨气，氯化氢能够破坏铝粉表面的致密氧化铝膜促进烧结致密化，氨气则与铝单质进一步反应在铝粉表面原位生成氮化铝晶粒。
[0044]控制氯化铵的含量和粒度以及烧结过程的升温过程是保证在铝粉表面生成均匀分布的氮化铝以及烧结致密化的关键，影响生成的氮化铝颗粒的晶粒尺寸和分布状态进而决定制得的氮化铝弥散强化铝基复合材料的力学性能以及导热能力。
[0045]在一具体的实施例中，所述氯化铵为氯化铵粉末，所述氯化铵粉末的粒径为0.1μm~2μm。
[0046]需要说明的是，限定氯化铵粒径有利于保证在铝粉表面生成均匀分布的氮化铝以及促进烧结致密化。当氯化铵粒径过大时，氯化铵在铝粉中的分布过于局域化，导致原位反应生成的氮化铝在铝基体中分布不均匀，无法实现弥散强化的效果。
[0047]本发明还提出了氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
S1、将分别球磨处理后的铝粉、挥发性铵盐混合并置于软包套进行冷等静压成型，制得生坯;
S2、将步骤S1中制得的生坯置于烧结炉内进行烧结，制得烧结坯锭;
S3、将步骤S2中制得的烧结坯锭依次进行热挤压、拉拔和退火处理，制得氮化铝弥散强化铝基复合材料。
[0048]需要说明的是，本申请以铝粉作为基体材料，以氯化铵为氮源原位反应生成氮化铝颗粒，并采用粉末冶金技术一体化成型技术制备氮化铝弥散强化铝基复合材料。步骤S1中，先将铝粉和挥发性铵盐分别进行球磨以确保达到适合的级配粒径范围，之后在混合过程中需要确保铝粉与铵盐粉末均匀混合，因此需要在混料机中长时间混合，之后的冷等静压成型则是将混合粉末装入柔性模具中，施加各向同性的压力，使得松散的粉末被压实成一个具有一定形状、密度和强度的生坯，能够减少坯料的内部缺陷。步骤S2中，在烧结过程中氯化铵分解破坏铝粉表面的氧化物薄膜并在铝粉表面原位反应生成氮化铝颗粒，在烧结过程中，铝粉颗粒、氮化铝颗粒之间在高温下发生扩散和颈缩，形成冶金结合，使坯锭致密化。步骤S3则是对粉末冶金过程中得到的坯锭进一步机械加工和热处理，最终制得相应的管材、带材、丝材等。
[0049]在一实施例中，步骤S1中，球磨处理过程中，磨球选自氧化锆微球、氧化铝微球和玛瑙微球的任一种，球料比为(5~20)：1，球磨时间为3h~10h。
[0050]需要说明的是，步骤S1中，铝粉是通过雾化方式制得，通常可以直接制得符合本申请需求的粒径的铝粉;而氯化铵粉末则需要通过球磨才能得到0.1μm~2μm亚微米级别的粉末，因为氯化铵粉末的粒径是保证在铝粉表面生成均匀分布的氮化铝以及起到相应弥散强化的效果的关键。
[0051]在一实施例中，步骤S1中，将铝粉、挥发性铵盐在混料机混合3h~20h。
[0052]在一实施例中，步骤S1中，冷等静压过程中，成型压力为50MPa~500MPa，保压时间为10s~300s。
[0053]在一实施例中，步骤S2中，所述烧结炉为保护气氛围烧结炉，所述保护气为氮气、氩气的至少一种;或者，步骤S2中，所述烧结炉为真空烧结炉，真空度为10-1Pa~10-3Pa，且所述真空烧结炉中残留气体为氮气、氩气的至少一种。
[0054]需要说明的是，区别于其他相关技术，本申请在烧结过程中温度较低，铝粉的活性较低，因此保护气中的氮气不会与铝粉反应，生成氮化铝颗粒所需的氮元素均来自氯化铵，进一步促进了氮化铝颗粒均匀分散。
[0055]在一实施例中，步骤S2中，烧结过程包括第一烧结阶段和第二烧结阶段;第一烧结阶段包括：自室温升温至100℃~350℃，保温1h~3h;第二烧结阶段包括：自所述第一烧结阶段的末温升温至500℃~620℃，保温2h~8h。
[0056]需要说明的是，第一烧结阶段中挥发性铵盐逐渐分解并释放氨气和氯化氢，第一烧结阶段将温度控制在100℃~350℃，一方面能够使挥发性铵盐缓慢分解，避免气体瞬时释放导致反应过于剧烈，另一方面能够避免铝粉直接烧结。第一烧结阶段将温度控制在500℃~620℃，使铝粉表面原位合成氮化铝，保温时间较长则有利于降低晶粒生长速度和控制晶粒尺寸。
[0057]在一实施例中，步骤S2中烧结得到的烧结坯锭的相对密度为90%~99.8%。可以理解的是，烧结坯锭的相对密度在90%以上，否则密度过低在后续的热挤压过程中易导致孔隙塌陷引发剪切带以及裂纹，从而使材料失去应用价值;而相对密度略高于90%的材料则可以通过后续的挤压、拉拔实现更高的致密度，达到更高的机械强度。
[0058]在一实施例中，步骤S3中，所述烧结坯锭的烧结完成至热挤压开始进行的过程中保持温度不变。
[0059]需要说明的是，本发明采用处于烧结温度的烧结坯锭直接进行热挤压，节约能源，在实现产品全致密化的同时，高温挤压能够实现氮化铝颗粒的高效分散，从而实现组织调控，保证产品的综合性能。因此，采用处于烧结温度的烧结坯锭直接进行热挤压是保证产品密度与氮化铝分散程度的关键。
[0060]在一实施例中，步骤S3中，进行热挤压的挤压比为(50~200)：1。
[0061]在一实施例中，步骤S3中，退火处理的温度为300℃~550℃，退火处理的时间为5min~60min。可以理解的是，复合材料的厚度较小时，退火温度更低且时间更短;复合材料的厚度较大时，退火温度更高且时间更长。
[0062]在一实施例中，步骤S3中，通过热挤压将所述氮化铝弥散强化铝基坯锭加工为棒材，之后通过拉拔将所述棒材加工为丝材。
[0063]在一实施例中，步骤S3中，通过热挤压将所述氮化铝弥散强化铝基坯锭加工为板材，之后通过拉拔将所述板材加工为带材。
[0064]在一实施例中，步骤S3中，通过热挤压将所述氮化铝弥散强化铝基坯锭加工为厚壁管材，之后通过拉拔将所述厚壁管材加工为薄壁管材。
[0065]本发明还提出了一种丝材，应用上述氮化铝弥散强化铝基复合材料制得。
[0066]本发明还提出了一种带材，应用上述氮化铝弥散强化铝基复合材料制得。
[0067]本发明还提出了一种管材，应用上述氮化铝弥散强化铝基复合材料制得。
[0068]本发明还提出了一种制冷设备，应用上述氮化铝弥散强化铝基复合材料;或者，应用上述丝材;或者，应用上述带材;或者，应用上述管材。
[0069]以下通过具体实施例对本发明作出进一步说明：
本发明中实施例实用的原料均为市售，本发明不对原料来源作出任何限制。
[0070]实施例1
实施例1中的氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、将氯化铵粉末进行球磨3h(采用氧化锆磨球、球料比为20:1)，得到平均粒径为0.1μm的氯化铵粉末，将氯化铵粉末与空气雾化制得的铝粉(平均粒径为100μm，雾化压力为2MPa)在混料机中混合20h，得到混合粉末，其中，得到混合粉末，其中，氯化铵粉末占比10wt%;将混合粉末放入硅胶包套中，进行冷等静压成型，成型压力为500MPa，保压时间为10s，制得实心生坯;
S2、将步骤S1中制得的生坯置于氮气气氛保护炉内进行烧结，包括：第一烧结阶段：从室温升至100℃，保温3 h;第二烧结阶段：从100℃升至620℃，保温2h，制得烧结坯锭(相对密度为99.8%);
S3、将烧结坯锭直接从烧结炉中取出进行热挤压，挤压比控制为200:1，得到厚壁管材，挤压后材料的微观组织如图1所示，其中深色颗粒物为氮化铝弥散相;经过多道次拉拔，得到薄壁管材;经550℃退火5min后得到氮化铝弥散强化铝基复合材料制得的成品管材。
[0071]实施例2
实施例2中的氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、将氯化铵粉末进行球磨6h(采用氧化铝磨球、球料比为10:1)，得到平均粒径为1μm的氯化铵粉末，将氯化铵粉末与氮气雾化制得的铝粉(平均粒径为30μm，雾化压力为4MPa)在混料机中混合10h，得到混合粉末，其中，氯化铵粉末占比5wt%;将混合粉末放入橡胶包套中，进行冷等静压成型，成型压力为200 MPa，保压时间为100 s，制得中空生坯;
S2、将步骤S1中制得的生坯置于真空烧结炉(真空度约10-1Pa)内进行烧结，包括：第一烧结阶段：从室温升至350℃，保温1h;第二烧结阶段：从350℃升至580℃，保温4h，制得烧结坯锭(相对密度约为97%);
S3、将烧结坯锭直接从烧结炉中取出进行热挤压，挤压比控制为120:1，得到棒材;经过多道次拉拔，得到丝材;经400℃退火30min后得到氮化铝弥散强化铝基复合材料制得的成品丝材。
[0072]实施例3
实施例3中的氮化铝弥散强化铝基复合材料的制备方法包括以下步骤：
S1、将氯化铵粉末进行球磨10h(采用玛瑙磨球、球料比为5:1)，得到平均粒径为2μm的氯化铵粉末，将氯化铵粉末与氮气雾化制得的铝粉(平均粒径为1μm，雾化压力为5MPa)在混料机中混合3h，得到混合粉末，其中，氯化铵粉末占比1wt%;将混合粉末放入聚氨酯包套中，进行冷等静压成型，成型压力为50MPa，保压时间为300 s，制得实心生坯;
S2、将步骤S1中制得的生坯置于氮气气氛保护炉内进行烧结，包括：第一烧结阶段：从室温升至200℃，保温4h;第二烧结阶段：从200℃升至500℃，保温8h，制得烧结坯锭(相对密度约为90%);
S3、将烧结坯锭直接从烧结炉中取出进行热挤压，挤压比控制为50:1，得到厚壁管材;经过多道次拉拔，得到薄壁管材;经300℃退火60min后得到氮化铝弥散强化铝基复合材料制得的成品丝材。
[0073]性能检测：
(1)参照标准GB/T 228.1-2021测定实施例1-3中制得的成品管材和丝材的抗拉强度(MPa)、屈服强度(MPa)和延伸率(%);
(2)参照标准GB/T 22588-2008测定实施例1-3中制得的成品管材和丝材的导热系数(W/(m·K));
(3)使用电子显微镜拍取实施例1中制得的成品管材的金相组织图，具体见图1。
[0074]测定结果见表1。
[0075]表 1
[0076]通过对表1的数据进行分析可得，采用本发明中的氮化铝弥散强化铝基复合材料制得的成品丝材或管材的抗拉强度可以达到240MPa以上，延伸率可达到35%，而导热系数也达到了220W/(m·K)以上。
[0077]图1为实施例1中制得的氮化铝弥散强化铝基复合材料的金相组织图，通过对图1进行分析，深色颗粒物为氮化铝弥散相，图1中的氮化铝体积较小且均匀分布于铝合金基体中。
[0078]综上，本发明中制得的氮化铝弥散强化铝基复合材料兼具高强度和高导热性，还具有较好的延展性，能够较好地替代铜进行相关应用。
[0079]以上所述仅为本发明的示例性的实施方式，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的技术构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。
说明书附图(1)
