[發明專利]一種耐磨抗熱震復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201310697531.6
• 申請日: 2013-12-18
• 公開（公告）號: CN103692721A
• 公開（公告）日: 2014-04-02
• 發明（設計）人: 李惠;焦雷;汪閔
• 申請（專利權）人: 江蘇科技大學
• 主分類號: B32B15/04
• 分類號: B32B15/04;C22C21/00;C22C32/00;C23C24/00
• 代理公司: 南京經緯專利商標代理有限公司 32200
• 代理人: 樓高潮

技術領域

本發明涉及高抗熱震材料，尤其涉及一種耐磨抗熱震復合材料及其制備方法。

背景技術

高抗熱震材料具有耐高溫，高強度和低熱膨脹系數特點，適用于高溫結構部件，航天材料，高溫觀察窗，高溫催化劑載體及過濾器，陶瓷坩堝，熱交換器等高新技術材料制造領域；隨著我國現代高新技術產業和航空航天工業的快速發展,對高抗熱震材料的需求愈來愈迫切，對其抗熱震性能也有了更高的要求。

國內現在申請的具備優良抗熱震性能材料的專利，大都為陶瓷基體，比如氧化鋯陶瓷基抗熱震材料，氧化釔陶瓷基抗熱震材料等，而金屬基體的抗熱震復合材料所申報的專利很少，尤其是在鋁基復合材料方面，所申報的專利更少，且現有的專利大部分都只注重改變復合金屬的硬度，強度等性能，而忽視了抗熱震性能，可以說這一領域的專利還是很空缺的，而鋁基較其他金屬基體材料更為經濟實惠，且原材料易取，所以很有必要研究出能以金屬特別是以鋁為基體的具有良好抗熱震性能的材料；檢索發現，公開號為CN101269959A的專利中，雖然提供了一種具有抗熱震性能的致密氧化鋯的制備方法，同時也借由實驗驗證了其耐腐性的力學性能，但其耐磨性并未得以驗證，而材料的耐磨性對于材料的使用壽命有著很大的影響，這也直接影響其所能帶來的經濟效益的多少，因此本專利通過對材料表面鍍膜的簡易操作，在不降低材料抗熱震性能的前提下，進一步提高了材料本身的耐磨性能，從而大大延長了材料的使用壽命。

對于A356鋁基復合材料材料而言，雖然材料的硬度較大，但材料的抗熱震性較差；而SiC鋁基復合材料的抗熱震性能有較大幅度提高，具體表現為由熱震所引起的材料強度衰減幅度減小，材料的抗熱震斷裂參數常用:

R=Rf(1-L)A·E]]>

來表示，R_f為材料強度，L為泊松比，A為熱膨脹系數，E為彈性模量，K為導熱系數；SiC具有較低的熱膨脹系數A，較低的彈性模量E，因此從一定程度上改善了材料的抗熱震性。

常溫狀態下防腐表面涂層材料種類很多，但在高溫尤其是高低溫交替的情況下，有機防腐涂層會迅速老化，失去原有作用，但若改用無機材料，又會使得涂層太脆，使得材料的抗熱震性能更差，因此有必要研發一種表面涂層材料，使得在高溫條件下，既有較高的力學性能，又能不降低甚至提高材料的抗熱震等性能。

發明內容

為了克服現有技術的不足，本發明提供一種保持A356鋁良好力學性能，并較大提升材料整體抗熱震性能及耐磨性能的方法。

本發明所述的耐磨的抗熱震鋁基復合材料，其制備的原輔材料包括下述物料，按質量百分比計算為：1：基體：SiC晶須20%,A356鋁80%；2：膜層：石英粉45%，無機粘合劑32%，氧化鋁5%，膨脹珍珠巖5%，高嶺土2%，耐高溫填料9-10%，增強纖維1-2%，其中：膜層中耐高溫填料最好為10%，增強纖維最好保持在1%，這樣對材料抗熱震性能提升最為有效。3：噴劑：純凈的亞硝酸鈉和碳酸鈉，乳化劑(質量百分濃度平平加25%，聚二乙醇13%，油酸17%，三乙醇胺45%）。

所述的無機粘合劑由質量分數為28%的固化劑和72%的基膠組成：固化劑為氧化鎂，基膠為磷酸二氫鋁與硅酸鈉質量比1：3.3的的混合物。

所述的耐高溫填料為硫酸鋇。

所述的增強纖維為鈦酸鉀纖維。

制備步驟如下：

（1）A356復合材料的制備：SiC晶須的加入量為20%，A356鋁80%，粉料經球磨均勻后熱壓燒結成型，燒結溫度為1800℃,壓力為39.2MPa，保溫40min，將熱壓所得塊狀樣切割規整的長方體試樣并經精磨處理；