[發(fā)明專利]一種充填氣凝膠的鈦合金三維點陣防熱結(jié)構(gòu)制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201611133974.2
• 申請日: 2016-12-10
• 公開（公告）號: CN108326525B
• 公開（公告）日: 2020-11-17
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 趙冰;李志強;廖金華;侯紅亮;韓秀全;王飛
• 申請（專利權(quán)）人: 中國航空制造技術(shù)研究院
• 主分類號: B23P17/00
• 分類號: B23P17/00;B32B3/12;B32B37/06;B32B37/10
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本發(fā)明提供了一種充填氣凝膠的鈦合金三維點陣防熱結(jié)構(gòu)制備方法，其技術(shù)要點在于：用氣凝膠填充鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間的下半部分，鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間的上半部分通過氣體進行主動冷卻，在鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)的外部覆蓋閉式等離子模塊，鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)的內(nèi)部放置等離子激發(fā)電源；本發(fā)明能夠制備成本低、效率高，可制備大尺寸和復(fù)雜型面的耐高溫熱防護一體化結(jié)構(gòu)，有效地實現(xiàn)散熱和隔熱的效果，同時具有良好的力學性能和承載能力，閉式等離子模塊用于吸收電磁波，同時將等離子激發(fā)電源放置于鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)的內(nèi)側(cè)，可以有效屏蔽等離子激發(fā)電源發(fā)射的電磁波。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及金屬點陣結(jié)構(gòu)的制備方法技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種充填氣凝膠的鈦合金三維點陣防熱結(jié)構(gòu)制備方法。

背景技術(shù)

現(xiàn)有技術(shù)中的鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)可以采用下面的方法來制備，如圖1-2所示，首先是將鈦絲逐層呈一定角度交錯鋪層，然后在高溫條件下，施加固定的壓力，保溫保壓一定時間，使不同層之間的鈦合金絲相互擴散連接在一起，然后采用釬焊(TiCuNi-60，以20℃min^-1的速度升溫至550℃，保溫5min，然后在升溫至975℃，在真空度為10^-7Torr條件下，保溫30min)的方法，將面板與點陣結(jié)構(gòu)連接在一起，從而制備出鈦合金多孔結(jié)構(gòu)夾層結(jié)構(gòu)。

此外，鈦合金多孔結(jié)構(gòu)夾層結(jié)構(gòu)也可以采用快速成形的方法來制備，如圖3-4所示，是通過電子束、激光快速成型方法制備的多孔結(jié)構(gòu)結(jié)構(gòu)。

另外，也有采用如圖5-6所示的金屬板網(wǎng)沖壓后再與面板釬焊的方法制備了Ti-6Al-4V的多孔結(jié)構(gòu)夾層結(jié)構(gòu)。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中的鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)的制備方法，制備成本較高、效率有待提升，無法制備大尺寸和復(fù)雜型面的耐高溫熱防護一體化結(jié)構(gòu)；并且現(xiàn)有技術(shù)中的鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)的制備方法制備的鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)不能有效地實現(xiàn)散熱和隔熱的效果，也不具有良好的力學性能和承載能力。

氣凝膠是一種分散介質(zhì)為氣體的凝膠材料，固體相和孔隙結(jié)構(gòu)均為納米量級。其孔隙率高達80％～99.8％，典型孔隙尺寸1～100nm，網(wǎng)絡(luò)膠體顆粒尺寸3～20nm，比表面積200～1100m²/g。氣凝膠作為一種具有高吸附性、低密度的多孔材料，在諸多領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用，例如用作保溫隔熱材料、催化劑載體、藥物吸附載體、介電材料等。常用的用于隔熱結(jié)構(gòu)的氣凝膠有Al₂O₃、SiO₂氣凝膠。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的就是解決以上技術(shù)中存在的問題，并為此提供一種充填氣凝膠的鈦合金三維點陣防熱結(jié)構(gòu)制備方法。

一種充填氣凝膠的鈦合金三維點陣防熱結(jié)構(gòu)制備方法，用氣凝膠填充鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間的下半部分，鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間的上半部分通過氣體進行主動冷卻；在鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)的外部覆蓋閉式等離子模塊，鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)的內(nèi)部放置等離子激發(fā)電源。

進一步地，用氣凝膠填充三維點陣結(jié)構(gòu)內(nèi)部空間的下半部分的方法包括，第一步為加工出非網(wǎng)格芯板的網(wǎng)格結(jié)構(gòu)；第二步為止焊劑涂覆；第三步為芯板與面板的疊層；第四步為芯板與面板擴散連接；第五步為超塑成形；第六步為切割出鈦合金三維點陣夾層結(jié)構(gòu)，通過切斷進氣管和排氣管，使得鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)的內(nèi)部空間通過切割留下的進氣口和排氣口與外部相通；第七步為將預(yù)制件放入到清洗槽中進行超聲清洗，對鈦合金三維點陣結(jié)構(gòu)內(nèi)部進行清洗，去除止焊劑和污垢。

進一步地，止焊劑涂覆步驟是在芯板的兩面都涂覆上止焊劑，涂覆位置為筋條交會處。

進一步地，止焊劑涂覆步驟中，芯板的兩面可不涂覆止焊劑，采用釬焊的方法在真空熱處理爐或真空釬焊爐中進行連接。