[發明專利]納米氧化錫涂覆陶瓷相增強體/鋁基復合材料的制備方法

無效

• 申請號: 201310369794.4
• 申請日: 2013-08-23
• 公開（公告）號: CN103436825A
• 公開（公告）日: 2013-12-11
• 發明（設計）人: 劉剛;遲慶國
• 申請（專利權）人: 哈爾濱理工大學
• 主分類號: C22C47/04
• 分類號: C22C47/04;C22C47/06;C22C47/12
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標事務所 23109
• 代理人: 侯靜

技術領域

本發明涉及一種采用熱注入方式在陶瓷增強體表面制備納米氧化錫涂層的方法。

背景技術

金屬基復合材料不僅具有較高的強度和模量，還具有良好的機械阻尼性能，是目前最具有發展前途的結構-功能型阻尼材料之一。由于鋁本身對振動較為敏感，其復合材料的阻尼值也較低。如果以阻尼為目標，鋁基復合材料可能不是最好的選擇體系。但是復合材料體系中具有比重較大的界面存在，使得其性能具有高度的可設計性，人們期望利用這一特點使具有優異力學性能和阻尼性能的復合材料在航天航空、精密儀表等領域中得到重要應用。

發明內容

本發明是為了解決現有鋁基復合材料的阻尼值較低的技術問題，提供了一種納米氧化錫涂覆陶瓷相增強體/鋁基復合材料的制備方法。

納米氧化錫涂覆陶瓷相增強體/鋁基復合材料的制備方法按照以下步驟進行：

一、將硼酸鋁晶須倒入水中，水與硼酸鋁晶須的質量比為30～70:1，充分攪拌后超聲分散，得到硼酸鋁晶須水溶液；

二、將錫酸鈉溶解到水中，得到濃度為0.00001～1mol/L的錫酸鈉水溶液，同時配制濃度為0.0001～1mol/L的氯化銨溶液、硫酸銨溶液或硝酸銨溶液；

三、將氯化銨溶液、硫酸銨溶液或硝酸銨溶液與錫酸鈉水溶液同時添加到硼酸鋁晶須水溶液中，按照硼酸鋁晶須與氧化錫的質量比為20～80:1的比例添加錫酸鈉，所述的氯化銨溶液、硫酸銨溶液或硝酸銨溶液與錫酸鈉水溶液的摩爾比為1～10:1，添加的過程中控制溶液的pH值為6～8，攪拌，靜置1～5h，過濾，然后將過濾后所得的增強體倒入模具中壓制，得到增強體的預制件；

四、將增強體的預制件700～1100℃的溫度下保溫30～120min；

五、將經過步驟四處理的增強體的預制件放入模具中加熱到525～550℃，將熔融的鋁或鋁合金澆入模具中同時加壓，壓力為80～200MPa，保壓15～30min，即得納米氧化錫涂覆陶瓷相增強體/鋁基復合材料。

本發明制備納米氧化錫涂覆陶瓷相增強體/鋁基復合材料的無機鹽原料廉價，涂覆過程在室溫下進行、涂覆工藝簡單，涂層的引入能夠有效阻止界面反應的發生，提高界面結合強度等。本發明納米氧化錫涂覆陶瓷相增強體/鋁基復合材料抗拉強度可達380MPa，室溫阻尼性能提高2倍以上。

附圖說明

圖1是實驗一制備的納米氧化錫涂覆陶瓷相增強體/鋁基復合材料的過程中涂覆后晶須表面的掃描電鏡照片；

圖2實驗一制備的納米氧化錫涂覆陶瓷相增強體/鋁基復合材料的物相分析圖，圖中◆表示Sn，●表示Al，表示Al₁₈B₄O₃₃w；

圖3實驗一制備的納米氧化錫涂覆陶瓷相增強體/鋁基復合材料的阻尼-應變譜圖，圖中■表示Al₁₈B₄O₃₃w/Al的阻尼-應變譜圖，★表示10Al₁₈B₄O₃₃w/SnO₂/Al的阻尼-應變譜圖。

具體實施方式

本發明技術方案不局限于以下所列舉具體實施方式，還包括各具體實施方式間的任意組合。

具體實施方式一：本實施方式納米氧化錫涂覆陶瓷相增強體/鋁基復合材料的制備方法按照以下步驟進行：

一、將硼酸鋁晶須倒入水中，水與硼酸鋁晶須的質量比為30～70:1，充分攪拌后超聲分散，得到硼酸鋁晶須水溶液；

二、將錫酸鈉溶解到水中，得到濃度為0.00001～1mol/L的錫酸鈉水溶液，同時配制濃度為0.0001～1mol/L的氯化銨溶液、硫酸銨溶液或硝酸銨溶液；

三、將氯化銨溶液、硫酸銨溶液或硝酸銨溶液與錫酸鈉水溶液同時添加到硼酸鋁晶須水溶液中，按照硼酸鋁晶須與氧化錫的質量比為20～80:1的比例添加錫酸鈉，所述的氯化銨溶液、硫酸銨溶液或硝酸銨溶液與錫酸鈉水溶液的摩爾比為1～10:1，添加的過程中控制溶液的pH值為6～8，攪拌，靜置1～5h，過濾，然后將過濾后所得的增強體倒入模具中壓制，得到增強體的預制件；

四、將增強體的預制件700～1100℃的溫度下保溫30～120min；

五、將經過步驟四處理的增強體的預制件放入模具中加熱到525～550℃，將熔融的鋁或鋁合金澆入模具中同時加壓，壓力為80～200MPa，保壓15～30min，即得納米氧化錫涂覆陶瓷相增強體/鋁基復合材料。