[發明專利]一種復合材料

在審

• 申請號: 201810453994.0
• 申請日: 2018-05-14
• 公開（公告）號: CN110484907A
• 公開（公告）日: 2019-11-22
• 發明（設計）人: 劉海波;代光輝;孫永生;胡友臣
• 申請（專利權）人: 臨沂華庚新材料科技有限公司
• 主分類號: C23C24/10
• 分類號: C23C24/10;C23D5/02;F16L58/18;F16L58/08;F16L23/026
• 代理公司: 31313 上海智晟知識產權代理事務所(特殊普通合伙)
• 代理人: 劉萬磊<國際申請>=<國際公布>=<進入

本發明提供了一種復合材料，所述復合材料至少包括金屬基體、防腐材料層以及與所述金屬基體和防腐材料層直接地或間接地結合的中間材料層，所述復合材料的制作方法包括：1)提供金屬基體、防腐材料以及中間材料，所述防腐材料為無機非金屬材料；2)通過加熱所述金屬基體、加熱熔化所述中間材料與所述防腐材料以及冷卻的步驟形成所述中間材料層與所述防腐材料層，并使得所述中間材料層與所述金屬基體和防腐材料層直接地或間接地結合。本發明所提供的復合材料中的防腐材料層的氣泡少，附著力強。

技術領域

本發明涉及一種復合材料，尤其涉及一種金屬與無機非金屬復合的材料。

背景技術

當前金屬材料與無機非金屬材料的復合方法主要包括自蔓延高溫合成法、熱噴涂方法、物理氣相沉積、化學氣相沉積和搪瓷等。

自蔓延高溫合成法是利用原材料之間的放熱反應維持燃燒波自蔓延來制備硼化物、碳化物、氮化物、硅化物以及金屬間化合物材料的新工藝，最初由俄羅斯化學物理研究所的A.G.Merzhanov等人發明。自從自蔓延高溫合成技術產生以來，國外在材料制備工藝和設備上取得長足的進展，已經采用該技術成功量產了TiB2、TiC、MoSi2等材料，以俄羅斯和美國的技術水平最為雄厚。然而，其合成過程環境污染嚴重、工藝過程難以控制，產品孔隙率高，無機非金屬材料層常帶裂紋，且有潛在開裂風險。因此，其產品可用于耐磨，但卻難用于防腐。

無機非金屬材料熱噴涂方法是指一系列過程，在這些過程中，細微而分散的無機非金屬的涂層材料，以一種熔化或半熔化狀態，沉積到一種經過制備的基體表面，形成某種噴涂沉積層。它是利用某種熱源(如電弧、等離子噴涂或燃燒火焰等)將無機非金屬粉末狀或將無機非金屬材料加熱到熔融或半熔融狀態，然后借助焰流本身或壓縮空氣以一定速度噴射到預處理過的基體表面，沉積而形成具有各種功能的表面涂層的一種技術。這種技術相對于自蔓延高溫合成法無潛在裂紋風險，但是卻有更高的孔隙率，和非常低的結合強度。其防腐和耐磨性能一般，難以施展無機非金屬材料的性能更強的特點。

物理氣相沉積和化學氣相沉積能在基體表面形成一層致密的無機非金屬材料薄膜，但其成本非常昂貴，不適合大量生產。

搪瓷是涂燒在金屬底坯表面上的無機玻璃瓷釉。在金屬表面進行瓷釉涂搪可以防止金屬生銹，使金屬在受熱時不至于在表面形成氧化層并且能抵抗各種液體的侵蝕。搪瓷制品不僅安全無毒，易于洗滌潔凈，可以廣泛地用作日常生活中使用的飲食器具和洗滌用具，而且在特定的條件下，瓷釉涂搪在金屬坯體上表現出的硬度高、耐高溫、耐磨以及絕緣作用等優良性能，使搪瓷制品有了更加廣泛的用途。瓷釉層還可以賦予制品以美麗的外表，裝點人們的生活。可見搪瓷制品兼備了金屬的強度和瓷釉華麗的外表以及耐化學侵蝕的性能。但是搪瓷產品近些年來越來越少見，其主要原因是表面搪瓷層易破碎，做較大體積產品時易出現裂紋等，尤其是當搪瓷的熱膨脹系數與基層的金屬材料相差甚遠時，更是如此。

如何克服以上各種方案的缺點，能夠在金屬表面上形成一層致密、均勻，特別是富有較高韌性和強度的無機非金屬材料層，包括陶瓷層、搪瓷層、玻璃層和釉層等，使其具有耐磨、耐腐和一定耐熱沖擊和抗震性能，是非常急需解決的問題。

申請號為201310160107.8、發明名稱為“內襯玻璃防腐鋼管的制作工藝及焊接工藝”的中國專利申請，以及申請號為201320234351.X、發明名稱為“內襯玻璃防腐鋼管生產線”的中國專利申請提供了鋼管內襯玻璃的方法和裝置。但是通過實驗證明這種方法根本不可行，主要無法解決4個主要的質量問題：1、碳鋼在復合過程中向玻璃層釋放大量的氣泡，孔隙率高從而無法做到防腐；2、由于熔融的玻璃非常粘稠，且由于氣泡的原因導致表面坑坑洼洼，導致表面無法利用離心的作用自流平，從而使產品千瘡百孔；3、由于在復合過程中，管道內壁金屬氧化產生大量雜質，導致復合的管道粘結力非常差，極易剝落或崩裂，而一旦出現一個缺陷，整根管道即報廢。以上原因共同造成了，管道生產無法實現批量化，成品率低。這也是這個專利至今未見其產品推廣的主要原因。