申请/专利权人：哈尔滨工业大学

申请日：2023-09-25

公开（公告）日：2024-07-05

公开（公告）号：CN117286360B

主分类号：C22C1/08

分类号：C22C1/08;C23C16/26;C23C16/44;C22C21/00;B22D19/02;B22D27/11

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.07.05#授权;2024.01.12#实质审查的生效;2023.12.26#公开

摘要：一种具有海胆结构的空心微珠增强铝基多孔复合材料的制备方法，涉及一种铝基复合材料的制备方法。为了解决现有多孔复合材料无法同时具备高强度低和高吸能能力的问题。法按：制备表面包覆催化剂的玻璃空心微珠并放入管式炉中进行催化剂还原，然后在玻璃空心微珠表面进行CNTs的沉积得到表面包覆CNTs的具有海胆结构的玻璃空心微珠；玻璃空心微珠置于模具内振实并预热得到预热的预制体，将熔融态的金属基体压力浸渗到预制体。本发明将CNTs引入到多孔复合材料中去得到“玻璃空心微珠‑CNTs‑Al‑CNTs‑玻璃空心微珠”的海胆结构，改变原有的界面载荷传递方式，增加了界面强度，缓解了原有的结构的应力集中现象。峰值应力最高达到148.8MPa，吸能最高达到78.2MJm3。

主权项：1.一种具有海胆结构的空心微珠增强铝基多孔复合材料的制备方法，其特征在于：具有海胆结构的空心微珠增强铝基多孔复合材料的制备方法按照以下步骤进行：一、称料：按照体积分数称取40%~60%的玻璃空心微珠和余量的金属基体；配置催化剂溶液；所述的催化剂溶液中的溶质为NiNO33、FeNO33、CoNO33中的一种或几种组合；所述的金属基体为Al-Si合金、Al-Si-Cu合金、Al-Cu-Mg合金、Al-Zn-Cu合金、Al-Zn-Mg-Cu合金、Al-Si-Cu-Mg合金中的一种或其中几种的组合；Al-Si合金中Si的质量分数为2%~25%；Al-Si-Cu合金中Si的质量分数为0.5%~25%，Cu的质量分数为0.5%~53%；Al-Cu-Mg合金中Cu的质量分数为0.5%~53%，Mg的质量分数为0.5%~38%；Al-Zn-Cu合金中Zn的质量分数为0.5%~55%，Cu的质量分数为0.5%~53%；Al-Zn-Mg-Cu合金中Zn的质量分数为0.5%~55%，Mg的质量分数为0.5%~38%，Cu的质量分数为0.5%~53%；Al-Si-Cu-Mg合金中Si的质量分数为0.5%~25%，Cu的质量分数为0.5%~53%，Mg的质量分数为0.5%~38%；二、具有海胆结构玻璃空心微珠的制备；将步骤一称取的玻璃空心微珠放于催化剂溶液中，然后加热到60~100℃，加热同时进行磁力搅拌，待溶液完全蒸发后，将剩余物质放入到真空干燥箱中进行真空干燥得到表面包覆催化剂的玻璃空心微珠，将表面包覆催化剂的玻璃空心微珠放入管式炉中进行催化剂还原，然后在玻璃空心微珠表面进行CNTs的沉积，最终得到表面包覆CNTs的具有海胆结构的玻璃空心微珠；所述的催化剂溶液中的溶质与玻璃空心微珠的质量比例为1:（2-10）；所述的催化剂还原的工艺为：在氢气流量为5~20sccm条件下，升温到600~675℃，保温0.5~2h；所述的CNTs的沉积采用化学气相沉积工艺：在600~675℃，通入氢气流量为5~20sccm，CH4流量为5~20sccm，同时打开射频保温10min~50min，射频的功率为150W~300W；保温结束后关闭射频和CH4气氛，在氢气流量为5~20sccm下炉冷到室温；三、预热和金属基体制备：将步骤二得到表面包覆CNTs的具有海胆结构的玻璃空心微珠置于模具内，振实，然后移至加热炉中进行预热，得到预热的预制体；在保护气氛下，将步骤一称取的金属基体加热至熔点以上250~450℃，得到熔融态的金属基体；四、液态金属浸渗：将步骤三中所得的预热的预制体带模具置于压力机台面上，将熔融态的金属基体倒入模具内预制体的上面，进行压力浸渗，熔融态的金属完全浸渗到预制体中，保压5~10min后，冷却至室温，脱模后得到具有海胆结构的空心微珠增强铝基多孔复合材料；所述压力浸渗工艺为：压力为5~10MPa，浸渗的速度为0.5~1mms。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 哈尔滨工业大学 一种具有海胆结构的空心微珠增强铝基多孔复合材料的制备方法

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