[發明專利]一種耐腐蝕性好的粉煤灰鋁基復合材料及其制備方法

在審

• 申請號: 201510124966.0
• 申請日: 2015-03-23
• 公開（公告）號: CN104762570A
• 公開（公告）日: 2015-07-08
• 發明（設計）人: 閆秦峻;鄒峰
• 申請（專利權）人: 蚌埠南自儀表有限公司
• 主分類號: C22C49/06
• 分類號: C22C49/06;C22C47/14;C22C121/00;C22C101/10
• 代理公司: 安徽合肥華信知識產權代理有限公司 34112
• 代理人: 余成俊

技術領域

本發明涉及新材料制備技術領域，特別是涉及一種耐腐蝕性好的粉煤灰鋁基復合材料及其制備方法。

背景技術

????光纖是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達成的光傳導工具，在通信領域具有廣泛的應用。在光纖敷設的施工和維護過程中，經常需要對光纖進行熔接、剝纖等操作，需要用到不同種類的設備。這些設備的底座材料通常采用鋁合金材料，其強度、硬度、耐磨、耐熱及導熱等性能與添加的金屬材料有關，性價比不高，價格昂貴，不能滿足當今人們對光纖設備底座耐潮濕、老化、耐腐蝕、導熱、耐熱、防火等一系列的要求。粉煤灰是我國當前排量較大的工業廢渣之一，隨著電力工業的發展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，大量的粉煤灰不加處理，會產生揚塵，污染大氣；排入水系則會造成河流淤塞，其中的有毒化學物質還會對人體和生物造成危害。目前，國內對粉煤灰的綜合利用方面研究比較多，但是以粉煤灰作為增強顆粒制備鋁基復合材料方面的研究少見報道。

粉煤灰作為鋁合金的填充物，降低了復合材料的價格和密度，且增加了耐久性，抗磨損性，強度、剛度、耐熱、抗腐蝕等諸多性能。但是粉煤灰在鋁基基體中擴散性不好、潤濕性差，傳統的工藝制備方法易產生氣孔、結合面不牢固，影響材料的機械性能、力學強度、耐久性、摩察系數和熱膨脹率等性能。為了解決這一難題，尋找更為適合的工藝制備方法無疑是一條行之有效的途徑。

發明內容

本發明的目的是提供一種耐腐蝕性好的粉煤灰鋁基復合材料及其制備方法。

為了實現本發明的目的，本發明通過以下方案實施：

一種耐腐蝕性好的粉煤灰鋁基復合材料，由下列重量份的原料制成：碳纖維4-6、氧化鋁6-10、粉煤灰微珠5-25、鋁鎂合金粉65-85、鋰粉4-6、銅粉4-6、聚乙烯醇0.5-1.1、蒸餾水適量；

本發明所述一種耐腐蝕性好的粉煤灰鋁基復合材料，由以下具體步驟制成：

（1）將粉煤灰微珠浸漬在10mol/l的硫酸溶液中2-3小時，再用蒸餾水洗滌表面成中性后烘干，再將銅利用金屬噴鍍法在噴槍中霧化噴射到烘干的粉煤灰微珠表面，形成一層鍍層；

（2）將將碳纖維進行短切后和氧化鋁在500-600°C下煅燒1-2小時，再將碳纖維、氧化鋁、鋁鎂合金粉、鋰粉和步驟（1）的粉煤灰微珠在混料機中混合2-4小時，然后再加入聚乙烯醇和適量的蒸餾水混合攪拌形成濕態混合料，再繼續機械混合2-3小時后加壓制成預制件，烘干備用；

（3）將預制件置于管式爐中，通入氮氣，將溫度升高至300-500°C,保持0.5-1小時，再將溫度升高至550-580°C，高溫燒結2-3小時，隨爐冷卻即可。

本發明所述一種耐腐蝕性好的粉煤灰鋁基復合材料，所述的鋁鎂合金粉中鎂的重量百分比為3%-5%。

本發明的優點是：本發明用酸對粉煤灰微珠表面腐蝕處理使比表面積增大，在表面鍍銅處理增加了與鋁鎂合金的相容性及提高復合材料的抗拉強度，并且在鋁鎂合金中加入的鋰粉和銅粉，降低了界面性能，增強了與粉煤灰微珠的潤濕性，解決了粉煤灰在鋁鎂合金中分散性不好、潤濕性差的問題，添加的碳纖維增強了鋁基復合材料的耐腐蝕性、強度等方面的性能，添加的氧化鋁與鋁鎂合金具有良好的相容性，本發明操作簡單，性能優越，成本低，并解決了大量堆積的粉煤灰對環境污染的問題，也為粉煤灰的利用找到新的研究方向。

具體實施方案

下面通過具體實例對本發明進行詳細說明。

一種耐腐蝕性好的粉煤灰鋁基復合材料，由下列重量份（公斤）的原料制成：碳纖維5、氧化鋁7、粉煤灰微珠14、鋁鎂合金粉70、鋰粉5、銅粉5、聚乙烯醇0.6、蒸餾水適量；

本發明所述一種耐腐蝕性好的粉煤灰鋁基復合材料，由以下具體步驟制成：

（1）將粉煤灰微珠浸漬在10mol/l的硫酸溶液中2小時，再用蒸餾水洗滌表面成中性后烘干，再將銅利用金屬噴鍍法在噴槍中霧化噴射到烘干的粉煤灰微珠表面，形成一層鍍層；

（2）將將碳纖維進行短切后和氧化鋁在600°C下煅燒1小時，再將碳纖維、氧化鋁、鋁鎂合金粉、鋰粉和步驟（1）的粉煤灰微珠在混料機中混合2小時，然后再加入聚乙烯醇和適量的蒸餾水混合攪拌形成濕態混合料，再繼續機械混合2小時后加壓制成預制件，烘干備用；

（3）將預制件置于管式爐中，通入氮氣，將溫度升高至500°C,保持1小時，再將溫度升高至570°C，高溫燒結2小時，隨爐冷卻即可。

本發明所述一種耐腐蝕性好的粉煤灰鋁基復合材料，所述的鋁鎂合金粉中鎂的重量百分比為4%。

本實施例中的粉煤灰鋁基復合材料耐磨性平均比基體鋁鎂合金高54.3%，拉伸強度平均高10.2%，延伸率平均高13.7%。