[發(fā)明專利]一種具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板及其制備方法

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• 申請日: 2017-02-28
• 公開（公告）號: CN106984818A
• 公開（公告）日: 2017-07-28
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王海燕
• 申請（專利權(quán)）人: 東莞市佳乾新材料科技有限公司
• 主分類號: B22F3/11
• 分類號: B22F3/11;B22F7/02;C22C47/14;C22C49/06;C22C49/14;C22C101/02
• 代理公司: 北京眾合誠成知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司11246
• 代理人: 連平

1.一種具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板，其特征在于：所述具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板包括上下金屬面層、上下中層和芯層，所述芯層為具有梯度界面的泡沫鋁夾心層，所述上下中層為納米材料泡沫鋁復合層，所述上下金屬面層為鋁、鋁合金、鋼、鈦和鈦合金中的一種，所述上下金屬面層與上下中層、芯層之間不存在清晰界面，而是梯度界面區(qū)域，該界面區(qū)域內(nèi)成分和結(jié)構(gòu)連續(xù)過渡，所述納米材料為納米二氧化鈦納米纖維、碳納米管和微米顆粒狀SiC。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板，其特征在于：所述上下中層中納米材料與泡沫鋁的質(zhì)量比為1:30-50，所述納米二氧化鈦納米纖維、碳納米管和微米顆粒狀SiC的質(zhì)量比為1:1:1。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板，其特征在于：所述具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板的厚度為10.6-92mm，所述芯層的厚度為9-80mm。

4.一種具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

(1)將鋁粉或者鋁合金粉與發(fā)泡劑氫化鈦粉再混料機上混合制成混合粉末，混料時長為8-24h；

(2)將混合粉末中加入納米二氧化鈦納米纖維、碳納米管和微米顆粒狀SiC的納米材料，球磨1-3h，得到中間層粉末；

(3)根據(jù)泡沫鋁夾心板的成分設(shè)計和結(jié)構(gòu)設(shè)計，按照下述公式分別計算面板、泡沫鋁芯層分別占據(jù)夾心板的質(zhì)量分數(shù)：

m面％＝D面×ρ面/(D面×ρ面+D中×ρ中+D芯×ρ芯)

m中％＝D中×ρ中/(D面×ρ面+D中×ρ中+D芯×ρ芯)

m芯％＝D芯×ρ芯/(D面×ρ面+D中×ρ中+D芯×ρ芯)

其中m％、D和ρ分別為質(zhì)量分數(shù)、厚度和密度，“面”、“中”和“芯”分別代表面板、中間層和芯層；按照計算的質(zhì)量分數(shù)分別稱取相應重量的面板合金粉末、中間層粉末和芯層的混合粉末；

(4)將稱取的下面板合金粉末、中間層粉末、混合粉末、中間層粉末和上面板合金粉末依次順序裝入預先加工和組裝好的磨具中，三種粉體呈層狀分布，每裝入一種粉末使用鋼壓頭將粉末預壓后再裝入下一種粉末，其中個，粉末裝填的相對密度為50-60％；

(5)將裝填粉末后的鋼磨具置于熱壓機中，熱壓致密化，然后去除磨具獲得可發(fā)泡的夾心板預制件，其中夾心板預制件的相對密度均不低于98％；

(6)將步驟(5)制備的可發(fā)泡的夾心板預制件進行二次加工提高質(zhì)量和改變外形尺寸，得到二次加工預制件；

(7)將步驟(6)制備的可發(fā)泡的夾心板預制件或者步驟(6)制備的二次加工預制件放入預先加熱好的加熱爐中，在加熱發(fā)泡，芯層充分發(fā)泡膨脹，面板保持不變，發(fā)泡完成后冷卻獲得具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板的制備方法，其特征在于：所述步驟(1)中，鋁粉或者鋁合金粉占混合粉末的質(zhì)量分數(shù)98-99.5％，氫化鈦粉占混合粉末的質(zhì)量百分數(shù)為0.5-2％。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板的制備方法，其特征在于：所述步驟(2)中，納米材料占中間層粉末的質(zhì)量百分數(shù)為0.02-0.03％。

7.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板的制備方法，其特征在于：所述步驟(5)中，熱壓致密化的溫度為300-500℃，壓力為20-80MPa，時間為30-120min。

8.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板的制備方法，其特征在于：所述步驟(7)中，加熱發(fā)泡的溫度為645-700℃，時間為5-15min。

9.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板的制備方法，其特征在于：所述步驟(7)中，具有梯度界面的納米泡沫鋁復合夾心板包括上下金屬面層、上下中層和芯層，所述上下金屬面層、上下中層和芯層之間不存在清晰界面，而是梯度界面區(qū)域，該界面區(qū)域內(nèi)成分和結(jié)構(gòu)連續(xù)過渡。