[發明專利]鈦合金硅藻土氧化鐵鋇復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201010220416.6
• 申請日: 2010-07-06
• 公開（公告）號: CN101880812A
• 公開（公告）日: 2010-11-10
• 發明（設計）人: 趙浩峰;王玲;陶詔靈
• 申請（專利權）人: 南京信息工程大學
• 主分類號: C22C32/00
• 分類號: C22C32/00;C22C14/00;C22C1/10;C22C1/04
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一、技術領域

本發明屬于金屬材料領域，涉及一種鈦合金硅藻土氧化鐵鋇吸波減振復合材料及其制備方法及其制備方法。

二、背景技術

目前材料領域中，對材料的吸波減振作用受到了重視。

CN200410023374.1涉及一種鋁基吸波材料及其制備方法，其特征在于：將鋁或鋁合金板表層采用直流或交流電一步或二步陽極氧化法形成多孔氧化鋁膜，制成鋁基多孔氧化鋁模板，即AAO模板；采用直流或脈沖電流電化學沉積在鋁基AAO多孔膜中組裝磁性納米金屬線陣列，制成表層原位組裝磁性納米線陣列的鋁基吸波材料。該方法的缺點是要求技術難度高。

CN200910071958.9提出陶瓷晶須/鐵磁金屬復合吸波材料及其制備方法，它涉及一種用于吸收電磁波的復合材料及其制備方法。將表面鍍有鐵磁金屬鍍層的陶瓷晶須在溫度為300～400℃、熱處理氣氛為氫氣或氬氣的條件下熱處理60分鐘，即得陶瓷晶須/鐵磁金屬復合吸波材料。該方法的缺點是陶瓷晶須表面涂鐵磁金屬鍍層，加工中鐵磁金屬易脫落。

CN200810219444.9公開了一種顆粒增強阻尼多孔鎳鈦記憶合金基復合材料的制備方法。采用梯級粉末燒結法，將鎳、鈦金屬粉末和調控材料的硅或氧化鋁顆粒按一定比例均勻混合后壓制成生坯，硅顆粒或氧化鋁顆粒占生坯重量的5～15％，采取梯級加熱方式一次整體燒結而制得復合材料。該材料的缺點是吸波性能差。

三、發明內容

本發明的目的就是針對上述技術缺陷，提供一種鈦合金硅藻土氧化鐵鋇復合材料，該復合材料吸波性能高，并且具有優越的阻尼性能。

本發明的另一目的是提供鈦合金硅藻土氧化鐵鋇復合材料的制備方法，該制備方法工藝簡單，生產成本低，適于工業化生產。

本發明的目的是通過以下技術方案實現的：

該復合材料以鈦合金為基體，在基體上分布著硅藻土氧化鐵鋇復合物，該硅藻土氧化鐵鋇復合物占復合材料的體積百分比為45-55％；硅藻土氧化鐵鋇復合物的顆粒為0.5-1mm；該鈦合金基體的化學成分的重量百分含量：Al為3％～8％，Ta為0.001％～0.005％，Si為0.5％-1％，其余為Ti；硅藻土氧化鐵鋇復合物是氧化鐵鋇鉆入硅藻土的孔隙中，在孔隙壁面形成一層厚度為0.1-10μm薄膜。

一種鈦合金基硅藻土氧化鐵鋇復合材料的制備方法，其特征在于：它包括以下步驟：

a.硅藻土氧化鐵鋇復合物的準備：

將氯化鐵、硝酸鋇和檸檬酸以1∶(5-10)∶(5-20)的重量比例加水溶解(加少量水至溶解，得到三者混合溶液)，然后放入硅藻土，在80℃水浴中攪拌10-20min，硅藻土的尺寸為0.5-1mm，三者的混合溶液和硅藻土的重量比為(5-10)∶1，攪拌結束后，將攪拌物置于120℃的烘箱中保溫30min后自然冷卻，然后再放入550-590℃的烘箱中，保溫30min后自然冷卻，得到硅藻土氧化鐵鋇復合物；

再把氯化鐵和硫酸亞鐵銨裝入帶聚四氟乙烯襯里的水熱容器中，加水溶解(加少量水直到溶解)，再裝入上述硅藻土氧化鐵鋇復合物，攪拌以上三種物質達5-10min，三種物質氯化鐵、硫酸亞鐵銨及硅藻土氧化鐵鋇復合物的重量比為1∶1∶(1-2)，攪拌結束后將攪拌物置于220℃的烘箱中保溫3h后，自然冷卻便得到硅藻土氧化鐵鋇復合物；

然后，將最后得到的硅藻土氧化鐵鋇復合物放入底部通真空系統的水冷鋼制模具的空腔中形成復合物預制體，復合物預制體占金屬模具空腔體積的45-55％；此時可開啟水冷系統，控制進水溫度為20-30℃，

b.鈦合金基體的準備：將重量百分含量Al為3％～8％，Ta為0.001％～0.005％，Si為0.5％-1％，其余為Ti原料在1680-1720℃溫度下熔化成合金液；

c.開啟真空系統，控制上述鋼制模具內的相對真空度為-30Kpa，將上述合金液體澆入鋼制模具空腔內的復合預制體的上面，并注滿模具，鈦合金液體在真空壓力作用下滲入復合物預制體中的間隙，在鋼制模具內冷卻凝固而形成鈦合金基硅藻土氧化鐵鋇復合材料。

本發明相比現有技術的有益效果如下：

本發明中硅藻土空隙大，易于接納鐵氧體，鐵氧體處于硅藻土的空隙中，形成鐵氧體不會散落的硅藻土氧化鐵鋇復合物，因而成為復合材料吸收電磁波的堅實的物質中心；鐵和鋇氧化物復合吸波，作用比單一鐵氧體增強。其中復合材料中的氧化鐵鋇為Fe₃O₄和BaO的混合物。

鐵氧體處于硅藻土的空隙中，不于鈦合金液體接觸，因此不會造成鈦合金的氧化；