[發(fā)明專利]空心微珠/鋁基復(fù)合材料的制造工藝

無效

• 申請?zhí)枺?/td>: 01141912.1
• 申請日: 2001-09-21
• 公開（公告）號: CN1339417A
• 公開（公告）日: 2002-03-13
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 譚又亭;劉承暉
• 申請（專利權(quán)）人: 譚又亭;劉承暉
• 主分類號: C04B41/88
• 分類號: C04B41/88;C04B18/08
• 代理公司: 北京科龍環(huán)宇專利事務(wù)所
• 代理人: 孫晧晨

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種粉煤灰空心微珠/鋁基復(fù)合材料及其制造工藝，該工藝包括對粉煤灰空心微珠的精選、表面鍍金屬膜、高速攪拌工藝和冷卻工藝系統(tǒng)。

技術(shù)背景

陶瓷顆粒(如：SiC、Al₂O₃等)增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料是近十幾年發(fā)展起來的一種新型工程材料。與基體合金相比，此類材料比模量高、耐磨、減振、熱傳導(dǎo)和熱膨脹系數(shù)小，因而具有非常廣泛的應(yīng)用前景和潛在市場。但是，由于此類材料的生產(chǎn)成本(特別是陶瓷顆粒的生產(chǎn)成本)偏高，其開發(fā)和應(yīng)用受到很大限制。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是把粉煤灰空心微珠加入到鋁基合金材料中，制成空心微珠/鋁基復(fù)合材料，這種空心微珠/鋁基復(fù)合材料的特點(diǎn)是：彈性模量高、硬度高、密度低、耐磨性好、生產(chǎn)成本低。本發(fā)明的材料尤其適合用于汽車活塞、引擎、活塞的曲柄連桿、鋁合金門窗等的原材料。

本發(fā)明的另一個目的是提供一種粉煤灰空心微珠/鋁基復(fù)合材料的制造工藝。

本發(fā)明的粉煤灰空心微珠/鋁基復(fù)合材料的制造工藝包括：空心微珠的精選、表面鍍金屬膜、高速攪拌工藝和冷卻工藝。

(A)粉煤灰空心微珠的精選，所述的粉煤灰空心微珠的精選是從粉煤灰的揚(yáng)灰中分級獲得0.5～5μm(比重1.8～2.2g/cm³)、漂珠中獲得20～100μm(比重0.4～0.6g/cm³)兩種級別的粉煤灰空心微珠，然后通過高梯度磁選機(jī)除鐵，通過磁選，可以使空心微珠的含鐵氧化物從3％～15％降低到1％以下，再通過半導(dǎo)體機(jī)去碳，最后獲得球形率在95％以上的空心微珠材料。

所述的粉煤灰空心微珠精選優(yōu)選采用的是氣流分級生產(chǎn)0.5～5μm的空心微珠，采用旋振篩篩分獲得20～100μm的空心微珠。

(B)表面鍍金屬膜，所述的空心微珠表面鍍金屬膜是在空心微珠表面鍍一層很薄的金屬鍍層(如：鋁、銀、鎳等)，鍍金屬膜的方法不是特別限制的，只要是在空心微珠表面形成改進(jìn)潤濕性的金屬膜。

例如采用下面的敏化→水洗→活化→化學(xué)鍍→水洗→烘干等工序來進(jìn)行，具體包括：

(a)用含有氯化亞錫、鹽酸和錫塊的溶液進(jìn)行敏化處理，例如在含有5～15克SnCl·2H₂O+30～50克HCl+20～300克錫塊/升溶劑的溶液中進(jìn)行敏化處理，室溫下連續(xù)攪拌2～6分鐘后水洗，過濾，所述溶劑可以是水或醇類溶劑；

(b)用含有氯化鉛、鹽酸和H₃BO₃的溶液進(jìn)行活化，例如在含有0.25～0.5克PdCl₂+0.20～0.30毫升HCl+10～30克H₃BO₃/升溶劑的溶液中活化1～4分鐘后水洗，過濾，所述溶劑可以是水或醇類溶劑；

(c)進(jìn)行化學(xué)鍍。化學(xué)鍍可以鍍鋁、銀、鎳等，例如用含有硫酸鎳六水合物、硫酸亞鐵、硫酸銨、三乙醇胺和次亞磷酸鈉的溶液進(jìn)行化學(xué)鍍，在該溶液中，每升溶劑中具有20～60gNiSO₄·6H₂O，12～15g(NH₄)₂SO₄，80-120g硫酸亞鐵，20～50ml三乙醇胺和20～60g次亞磷酸鈉，溶劑可以是水、醇類等。pH值10～11.5，溫度70～75℃，時間30～60分鐘；

(d)鍍好的空心微珠在烘箱里80～100℃下烘干0.5～1小時。

或者采用下面的表面鍍金屬膜的另一種方法：

本方法是利用表面活性劑使膠體鈀吸附在粉體表面上，然后在還原性的溶液中將鈀離子還原成金屬鈀，這樣粉體表面就具有了化學(xué)鍍鎳需要的催化活性。

本方法的工序?yàn)椋耗z體鈀活化處理→解膠→化學(xué)鍍→水洗→烘干。

(a)制備膠體鈀。在室溫下，配制A組份液體：PbCl₂為1g；SnCl₂·2H₂O為48g；HCl為50ml；H₂O為100ml。B組份液體：SnCl₂·2H₂O為48g；HCl為100ml；NaSnO₃·3H₂O為4g。在攪拌的同時將B倒入A并稀釋至500ml，混合均勻后在40～50℃下保溫3小時，得到膠體鈀。