[發明專利]泡沫鐵夾層結構及其獲取方法

無效

• 申請號: 201010102803.X
• 申請日: 2010-01-29
• 公開（公告）號: CN101786353A
• 公開（公告）日: 2010-07-28
• 發明（設計）人: 劉培生;崔光;羅軍;陳一鳴;段翠云
• 申請（專利權）人: 北京師范大學
• 主分類號: B32B15/04
• 分類號: B32B15/04;B32B5/18;B32B27/04;B32B27/36;B32B37/06;B32B38/18
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技術領域：

本發明涉及多孔金屬夾層結構，尤其涉及一種以泡沫鐵為芯材的夾層結構及其獲取方法。

背景技術：

多孔金屬具有結構和功能雙重屬性，可應用于很多的工程領域([1]劉培生.多孔材料引論[M].北京：清華大學出版社，2004.)。而多孔金屬夾層鑲板更是具有輕質、高剛度、耐熱和強韌性等特點([2]AshbyM?F，et?al[著]；劉培生，王習術，李言祥[譯].泡沫金屬設計指南[M].北京：冶金工業出版社，2006.)，因此該材料非常適用于減輕構件重量為關鍵因素的場合，如在飛行器上，在便攜結構內，以及在運動器材中，等等([3]Gibson?L?J和Ashby?M?F[著]，劉培生[譯]，田民波[校].多孔固體結構與性能[M].北京：清華大學出版社，2003.)。目前研究較多的泡沫鋁夾芯板就是其中具有代表性的夾層結構材料([4]Beck?T，Lohe?D.Baumgartner?F.The?fatigue?behavior?of?an?aluminium?foam?sandwich?beam?under?alternatingbending[J].Advanced?Engineering?Materials，2002，4(10)：787-790；[5]Mohan?K，Hon?Y?T，Idapalapati?S，Seow?H?P.Failure?of?sandwich?beams?consisting?of?alumina?face?sheet?and?aluminum?foam?core?in?bending[J].Materials?Science?and?Engineering?A，2005，409(1-2)：292-301；[6]Sha?J?B，Yip?T?H，Sun?J.Responsesof?damage?and?energy?of?sandwich?and?multilayer?beams?composed?of?metallic?face?sheets?and?aluminumfoam?core?under?bending?loading[J].Metallurgical?and?Materials?Transactions?A，2006，37(8)：2419-2433；[7]張明華，諶河水，趙恒義.泡沫鋁芯體夾層板壓縮力學性能的試驗研究[J].輕金屬材料，2008，2：55-58.)。泡沫鋁夾芯板不僅具有泡沫鋁的諸多優異性能，同時還解決了單一泡沫鋁強度較低的缺點，現已在汽車制造、航空、航天等領域得到初步的應用，并且在軌道交通方面的應用也很有潛力([8]張敏，陳長軍，姚廣春.泡沫鋁夾芯板的制備技術[J].材料導報，2008，22(1)：85-89；[9]Banhart?J.Manufacture，characterisation?and?application?of?cellular?metals?and?metal?foams[J].Progress?in?Materials?Science，2001，46：559-632.)。

作為多孔金屬，多孔鐵已在軍事領域受到很大重視([10]張政，黨新安.溫壓工藝制備多孔鐵基金屬的探討[J].火工品，2007，3：50-53.)。泡沫態多孔鐵的性能優于泡沫鋁等低熔點泡沫金屬，較突出的優點如其比泡沫鋁具有更高的強度、吸能緩沖性和耐高溫性，因而在汽車制造業、船舶制造業、高層建筑業、橋梁及交通運輸業有著更廣闊的應用前景([11]高芝，周蕓，左孝青，潘曉亮，楊林海.粉體致密化法(PCF)制備泡沫鐵的研究[J].昆明理工大學學報(理工版)，2006，31(6)：32-35.)。

制備泡沫鋁夾芯板主要采用膠粘法、超聲焊接法、激光協助發泡法、擴散焊接法、面板與預制材料軋制-包覆法和粉末復合軋制法等([8]張敏，陳長軍，姚廣春.泡沫鋁夾芯板的制備技術[J].材料導報，2008，22(1)：85-89)。本發明則是采用金屬面板刮漿貼合干燥燒結法，制備出了芯部為泡沫鐵的金屬夾層結構材料，其中的泡沫鐵是通過有機泡沫浸漿燒結的方式而形成的。

發明內容：

本發明的目的在于提供一種泡沫鐵夾層結構及其制備方法。制備方法采用金屬面板刮漿貼合干燥燒結工藝，其芯部的泡沫鐵通過有機泡沫基體浸漿燒結的方式形成，芯部泡沫鐵的形成和金屬面板與芯體的結合系在真空燒結過程中同時得以實現。選用不銹鋼板制作金屬面板殼層，選用金屬鐵粉和無毒黏結劑配制料漿，選用聚氨酯泡沫為有機基體。