[發(fā)明專利]一種陶瓷?金屬?復(fù)合材料混雜多層材料

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710604195.4
• 申請日: 2017-07-24
• 公開（公告）號(hào): CN107225818A
• 公開（公告）日: 2017-10-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘影;其他發(fā)明人請求不公開姓名
• 申請（專利權(quán)）人: 蘇州宏久航空防熱材料科技有限公司
• 主分類號(hào): B32B9/00
• 分類號(hào): B32B9/00;B32B9/04;B32B15/00;B32B15/04;B32B17/02;B32B17/06;B32B7/08;B32B33/00
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技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種多層材料，特別是涉及一種陶瓷-金屬-復(fù)合材料混雜多層材料。

背景技術(shù)

目前C/SiC復(fù)合材料能夠耐高溫抗氧化，其高溫性能非常優(yōu)異，在飛機(jī)發(fā)動(dòng)機(jī)，剎車盤，結(jié)構(gòu)受力件等領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用，然而由于碳化硅陶瓷脆性大，易碎裂，大大限制了其使用范圍。即使通過碳纖維增韌，其韌性可達(dá)到合金水平，但是由于碳化硅材料的缺口敏感性大，斷裂的臨界缺陷太低，大約為10^-3mm個(gè)數(shù)量級(jí)，遠(yuǎn)遠(yuǎn)低于金屬及其合金缺陷臨界值（約1mm級(jí)），這一致命弱點(diǎn)卻大大限制了其更廣泛的應(yīng)用。而難熔金屬強(qiáng)度高，韌性高，其斷裂的臨界缺陷遠(yuǎn)高于碳化硅陶瓷，由于金屬原子的長程有序排列和原子間金屬鍵的特性，使其具有一定的塑性。Glare層板既有金屬板的特性，又有玻璃纖維的優(yōu)點(diǎn)。“橋接”機(jī)理使其具有優(yōu)異的抗疲勞特性；玻璃纖維的存在使其缺口強(qiáng)度保持較高水平；金屬板的抗?jié)裥阅苁笹lare層板具有良好的抗?jié)駸嵝阅埽徊ＡЮw維層具有優(yōu)異的抗腐蝕性。若將C/SiC材料、Mo金屬薄板以及Glare層板在高溫下熱壓成型，制備出一種C/SiC-Mo金屬-Glare復(fù)合材料混雜多層材料，使的該材料具備優(yōu)異的力學(xué)性能，綜合了傳統(tǒng)纖維復(fù)合材料和金屬材料以及Glare層板的特點(diǎn)，彌補(bǔ)了單一材料的不足，不但具有高比剛度和比強(qiáng)度，優(yōu)良的疲勞性能以及損傷容限性能，還具有金屬材料的韌性和可加工性，將顯著提高材料的強(qiáng)韌性，大大降低材料的缺口敏感性，使其成為航空航天飛行器結(jié)構(gòu)所需材料的理想選擇。

一直以來，金屬相增強(qiáng)陶瓷材料由于其優(yōu)異的性能，各自的優(yōu)缺點(diǎn)互補(bǔ)，一直是研究熱點(diǎn)。文獻(xiàn)“Al₂O₃-Ni₃-Al復(fù)合材料的機(jī)械性能研究，張炳榮，沈建興，王介峰等.中國陶瓷，2000，30(4):5-7”介紹了一種鎳鋁合金增強(qiáng)氧化鋁陶瓷材料，該材料通過粉末冶金的方法制得,與純Al₂O₃陶瓷相比，該復(fù)合材料直到1000℃仍保持了較高的斷裂韌性。高明霞等人采用自發(fā)熔化滲透法制備了高TiC含量的NiAl/TiC和Ni₃-Al/TiC復(fù)合材料，使材料的斷裂韌性大大增加。可見這類材料通過各自的優(yōu)點(diǎn)而彌補(bǔ)或部分彌補(bǔ)了彼此的缺點(diǎn) , 具有優(yōu)異的性能。然而此類材料中空隙難以完全消除，若加入過多燒結(jié)助劑勢必影響材料的力學(xué)性能，特別是通過自發(fā)熔化滲透法制備出的材料，結(jié)構(gòu)不均勻，且存在不能消除的氣孔，大大降低了材料的斷裂韌性。

文獻(xiàn)“申請?zhí)枮?01410056071.3的中國專利” 公開了一種Glare構(gòu)件的制備成形方法， Glare層板是由0.3-0.5 mm厚的鋁合金薄板與0.2-0.3mm厚的玻璃纖維預(yù)浸料交替層壓而成，其密度低且具有突出的抗拉-壓疲勞性能及較高的缺口斷裂性能，其優(yōu)異的性能、穩(wěn)定的制備工藝和顯著的成本優(yōu)勢，在航空航天上廣泛應(yīng)用。但是單純的Glare層板其耐高溫，抗氧化以及強(qiáng)度硬度性能并不出眾，在高溫下易被氧化，在受到載荷時(shí)易彎曲，從而限制了其使用領(lǐng)域。而一種綜合了傳統(tǒng)纖維復(fù)合材料和金屬特點(diǎn)的材料，將具有更加廣闊的應(yīng)用前景。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供了一種硬度高韌性好，能夠耐高溫抗氧化的陶瓷-金屬-復(fù)合材料混雜多層材料。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的所采用的技術(shù)方案是：一種陶瓷-金屬-復(fù)合材料混雜多層材料，其特征在于由C/SiC材料、金屬薄板和Glare層板構(gòu)成，其結(jié)構(gòu)為疊層結(jié)構(gòu)，由上至下依次為C/SiC材料、金屬薄板和Glare層板。所述的C/SiC材料厚度為1-4mm。所述的金屬薄板可為Mo、Nb或Ti金屬及其合金材料中的一種，厚度為0.3-0.5mm。所述的Glare層板厚度為2-5mm。

本發(fā)明的有益效果：（1）該材料通過在高溫下熱壓成型的方法，集合陶瓷基復(fù)合材料、金屬材料以及Glare板的優(yōu)點(diǎn)，使得該材料強(qiáng)韌性顯著提高，缺口敏感性大為降低，大大提高了材料的強(qiáng)度及韌性；（2）該材料制備工藝簡單，可靠，且易于推廣應(yīng)用。

附圖說明

圖 1是一種陶瓷-金屬-復(fù)合材料混雜多層材料的截面圖：

10為C/SiC陶瓷基復(fù)合材料；20為金屬薄板；30為Glare板。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施例，進(jìn)一步闡明本發(fā)明，應(yīng)理解這些實(shí)施例僅用于說明本發(fā)明而不用于限制本發(fā)明的范圍，在閱讀了本發(fā)明之后，本領(lǐng)域技術(shù)人員對本發(fā)明的各種等價(jià)形式的修改均落于本申請所附權(quán)利要求所限定。

實(shí)施例一