[發(fā)明專利]一種AlPO4高溫自修復(fù)微膠囊粘結(jié)材料的制備方法無效
| 申請?zhí)枺?/td> | 201010182100.2 | 申請日: | 2010-05-25 |
| 公開(公告)號: | CN101844060A | 公開(公告)日: | 2010-09-29 |
| 發(fā)明(設(shè)計)人: | 黃劍鋒;楊文冬;姚春燕;曹麗云;吳建鵬 | 申請(專利權(quán))人: | 陜西科技大學(xué) |
| 主分類號: | B01J13/04 | 分類號: | B01J13/04 |
| 代理公司: | 西安通大專利代理有限責(zé)任公司 61200 | 代理人: | 陸萬壽 |
| 地址: | 710021 *** | 國省代碼: | 陜西;61 |
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| 摘要: | |||
| 搜索關(guān)鍵詞: | 一種 alpo sub 高溫 修復(fù) 微膠囊 粘結(jié) 材料 制備 方法 | ||
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于高溫碳纖維增強復(fù)合材料領(lǐng)域,具體涉及一種耐高溫碳纖維增強復(fù)合材料用AlPO4自修復(fù)微膠囊粘結(jié)材料的制備方法。
背景技術(shù)
碳纖維增強碳基或SiC基復(fù)合材料,具有耐高溫、低密度、高比模、高比強、抗熱震、耐腐蝕、摩擦性能好、吸振性好、熱膨脹系數(shù)小等優(yōu)異性能,是最有發(fā)展前途的高技術(shù)新材料之一。雖然碳纖維復(fù)合材料性能良好但有些問題仍有待進(jìn)一步提高,如在高溫使用過程中內(nèi)部不可避免地會產(chǎn)生裂紋,由于這些裂紋難以被檢測和得不到及時修復(fù)往往會縮短材料的使用壽命。因此在高溫工作條件下消除或抑制碳纖維增強復(fù)合材料內(nèi)部微裂紋的擴展對于提高材料的使用壽命及可塑性至關(guān)重要。
碳纖維增強復(fù)合材料中,由于織物和纖維的結(jié)構(gòu)中含有許多的細(xì)孔(50~100μm),是儲存微膠囊的天然場所,因此,基于纖維材料微膠囊自修復(fù)材料的開發(fā)很有意義。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種AlPO4高溫自修復(fù)微膠囊粘結(jié)材料的制備方法,此方法制備的微膠囊粘結(jié)材料可用于修復(fù)碳纖維增強復(fù)合材料因高溫或者受力產(chǎn)生的裂紋。
為達(dá)到上述目的,本發(fā)明采用的技術(shù)方案是:1)納米AlPO4的制備首先,將分析純的Al(NO3)3、NH4H2PO4和檸檬酸銨分別配制成1mol/L的溶液,記為A、B、C,然后將A、B、C溶液按1∶1∶(1~3)的體積比混合后于40~80℃攪拌均勻形成溶膠;然后,將配制好的溶膠在100~120℃下陳化1~3h,于150~200℃下干燥形成凝膠;最后,將上述凝膠在600~900℃下焙燒1~4h,得到白色AlPO4納米粉體;2)AlPO4高溫自修復(fù)微膠囊材料制備懸浮液的配制:取白色AlPO4納米粉體、分析純酚醛樹脂和水按AlPO4∶酚醛樹脂∶水=(3~5g)∶(30~50g)∶(60~80ml)的比例配混合后攪拌均勻得懸浮液;噴霧干燥:取上述懸浮液采用高速離心噴霧干燥器制成球形顆粒;高溫碳化處理:將球形顆粒在Ar氣保護(hù)下以1300~1500℃的碳化處理,得到碳層膠囊包裹的AlPO4微膠囊粘結(jié)材料。
高速離心噴霧干燥器的進(jìn)風(fēng)壓力為5.5~6kg/cm,進(jìn)風(fēng)溫度為260~380℃,進(jìn)料溫度為50~60℃,出風(fēng)溫度為70~80℃。
本發(fā)明制備的AlPO4高溫自修復(fù)微膠囊粘結(jié)材料在低溫下由于表層膠囊的隔離,不起粘結(jié)作用;而在高溫受壓下當(dāng)材料中出現(xiàn)裂紋時,表層膠囊就會被破壞,進(jìn)而釋放出膠囊內(nèi)的高溫粘結(jié)劑通過毛細(xì)作用擴散并鋪展到損傷區(qū),粘結(jié)裂紋面,阻止裂紋進(jìn)一步擴展,從而實現(xiàn)材料的自修復(fù)(如圖1所示)。這類似于生物體的某些特殊的自修復(fù)功能。例如,皮膚遭受創(chuàng)傷后,受損處的血管發(fā)生破裂,血液在破裂處流出并形成血凝塊,初步連接破裂面,然后血液在受損表面結(jié)痂。當(dāng)血痂內(nèi)新的皮膚形成后,血痂就會自動脫落,從而生物材料就完成了其自修復(fù)的過程。使用微膠囊自修復(fù)粘結(jié)劑技術(shù)對于提高纖維復(fù)合材料的使用壽命和增加構(gòu)件的安全系數(shù)具有重要意義。該AlPO4高溫自修復(fù)微膠囊粘結(jié)材料可以用于碳復(fù)合材料高溫下裂紋的自修復(fù)。用法是在制備復(fù)合材料過程中將其分散在復(fù)合材料易開裂部位即可。它具有修補基體微裂紋和預(yù)防潛在危害的作用,可以延長材料的使用壽命,增加構(gòu)件的安全系數(shù)。
附圖說明
圖1是本發(fā)明制備的自修復(fù)微膠囊粘結(jié)材料的掃描電鏡(SEM)照片。
具體實施方式
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