[發明專利]一種碳纖維布-鋁合金復合材料及其制備方法

無效

• 申請號: 201210103358.8
• 申請日: 2012-04-09
• 公開（公告）號: CN102642011A
• 公開（公告）日: 2012-08-22
• 發明（設計）人: 劉金旭;駱雨萌;李樹奎;王迎春;王星
• 申請（專利權）人: 北京理工大學
• 主分類號: B22D19/00
• 分類號: B22D19/00;B22C9/04;D06M11/83;D06M101/40
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

1.一種碳纖維布-鋁合金復合材料，其特征在于：碳纖維布分布于鋁合金塊體內，鋁合金成分可調，碳纖維布分布可控，該復合材料是通過在碳纖維布表面化學鍍銅后置于澆鑄模具內進行鋁合金澆鑄的方法制備得到的。

2.如權利要求1所述的材料，其特征在于：鋁合金的成分允許根據需要在熔煉時進行調整。

3.如權利要求1所述的材料，其特征在于：碳纖維布在澆鑄所形成的鋁合金塊體內的分布位置、角度和數量允許在制備澆鑄模具時進行調整。

4.如權利要求1所述的材料，其特征在于：碳纖維布表面有鍍銅層。

5.如權利要求1所述的材料，其特征在于：所述材料是通過以下過程制備的：(1)根據對成品內碳纖維布的尺寸對其進行裁剪，在其邊緣按需要打孔，再對其進行去膠、粗化、中和、敏化、活化、還原處理；

(2)采用電鍍銅或化學鍍銅的方法在碳纖維布表面施鍍：取出后用去離子水水洗15min，再在70～80℃的熱風中干燥20min；

(3)按所需成品的尺寸要求及其內部碳纖維布的分布要求制作熔模模殼；用機械方法將碳纖維布在模殼內進行固定；

(4)熔煉鋁合金，按成分需要添加合金元素并扒渣，并使用鋁膜包裹精煉劑進行除氣，添加變質劑后攪拌調制澆鑄溫度后進行澆鑄；冷卻方法為空冷。

6.如權利要求1所述的一種碳纖維布-鋁合金復合材料的制備方法，其特征在于：(1)根據對成品內碳纖維布的尺寸對其進行裁剪，在其邊緣按需要打孔，再對其進行去膠、粗化、中和、敏化、活化、還原處理；

(2)采用電鍍銅或化學鍍銅的方法在碳纖維布表面施鍍：取出后用去離子水水洗15min，再在70～80℃的熱風中干燥20min；

(3)按所需成品的尺寸要求及其內部碳纖維布的分布要求制作熔模模殼；用機械方法將碳纖維布在模殼內進行固定；

(4)熔煉鋁合金，按成分需要添加合金元素并扒渣，并使用鋁膜包裹精煉劑進行除氣，添加變質劑后攪拌調制澆鑄溫度后進行澆鑄；冷卻方法為空冷。

7.如權利要求6所述的制備方法，其特征在于：

(1)對碳纖維布進行預處理時，去膠過程采用的是空氣灼燒的方法；

(2)對碳纖維布進行預處理時，粗化液成分為硝酸、重鉻酸鉀、雙氧水和過硫酸銨；

(3)對碳纖維布進行預處理時，中和過程采用了10％NaOH溶液；

(4)對碳纖維布進行預處理時，敏化過程應用了SnCl₂作為敏化液；

(5)對碳纖維布進行預處理時，活化過程選用了PdCl₂和AgCl為活化液；?

(6)對碳纖維布進行預處理時，還原過程使用20g/L的次亞磷酸鈉溶液浸泡碳纖維布1～3min；

(7)對碳纖維布進行鍍電銅時，鍍液成分為酒石酸鉀鈉10g/L、硝酸鉀12g/L、乳化劑(OP-10)為0.4g/L；

(8)對碳纖維布進行化學鍍銅時，鍍液成分為CuSO₄，HCHO，NaKC₄H₄O₆，鍍液PH值為12.7，施鍍溫度60℃，施鍍時間20min；或使用成分為CuSO₄·5H₂O，EDTA，KNaC₄H₄O₆·4H₂O，NaOH，HCHO，2，2′2聯吡啶，K₄Fe(CN)₆·3H₂O配成的鍍液施鍍；為保持碳纖維布施鍍過程中的平整，采用超聲波振蕩法對化學鍍銅液進行均勻分散；

(9)熔模模殼的模料配比為：石蠟50％，硬脂酸50％(重量比)；模料熔化后保溫70～75℃；蠟液溫度不超過90℃；制蠟間溫度18～27℃；蠟料溫度45～48℃；壓型溫度20～25℃；壓注壓力0.1～0.3MPa；壓蠟槍預熱溫度35～45℃；蠟模冷卻水溫度15～25℃；開型時間1min。

8.如權利要求5所述的碳纖維布-鋁合金復合材料的制備方法，其特征在于：碳纖維布電鍍銅層厚度為0.5微米，化學鍍銅層厚度為4微米。?