[發明專利]一種鋁碳化硅復合材料的制備方法及其應用

在審

• 申請號: 201911394066.2
• 申請日: 2019-12-30
• 公開（公告）號: CN111138198A
• 公開（公告）日: 2020-05-12
• 發明（設計）人: 趙楠;鄧宏論;潘海平
• 申請（專利權）人: 珠海凱利得新材料有限公司
• 主分類號: C04B35/565
• 分類號: C04B35/565;C04B35/622;C04B38/00;C04B41/88
• 代理公司: 廣州嘉權專利商標事務所有限公司 44205
• 代理人: 鄭晨鳴

本發明屬于材料制備領域，公開了一種鋁碳化硅復合材料的制備方法，包括以下步驟：1)將不同粒徑的碳化硅顆粒進行混勻，加入粘結劑、分散劑，進行二次混料，制得原料；2)將原料壓制成型，制備出碳化硅陶瓷預制體；3)將碳化硅陶瓷預制體進行燒結，形成多孔陶瓷；4)在惰性氣體氣氛下，將鋁合金加熱至融化后，通過惰性氣體加壓的方式壓入多孔陶瓷內部成型，得到鋁碳化硅復合材料。其中，步驟1)中的不同粒徑的碳化硅顆粒的重量百分比為：1μm碳化硅顆粒5～15％、5μm碳化硅顆粒15～20％、15μm碳化硅顆粒20～30％、其余為35μm碳化硅顆粒。所述鋁碳化硅復合材料具有適宜熱膨脹系數、高彈性模量、高導熱率等優良的性能，適用于慣導系統臺體結構體。

技術領域

本發明屬于材料制備領域，具體涉及一種鋁碳化硅復合材料的制備方法及其應用。

背景技術

現代導航系統中，慣性導航系統的作用非常重要。慣導平臺系統在實際工作時，不僅處在高能量、寬頻帶的隨機激勵條件下，而且工作時受到的高低溫變化、振動沖擊、加速度過載、航向姿態變化等因素對系統性能均有很大的影響。在這種復雜的工作環境中，要求其相應的結構件要具有抵抗永久變形和長時間保持精度穩定的能力，這就對結構材料提出了嚴格要求，如高比剛度，良好的力學性能，高微屈服強度，穩定的物理、化學性能，高導熱率，低熱膨脹系數等。常用的鋁合金材料已經不適用于慣導臺體結構件，而鋁碳化硅復合材料由于具有優秀的比剛度、熱導率、膨脹系數，成為慣性儀表及其慣導系統結構件的優選材料，被譽為“第三代慣性儀表材料”，并且鋁碳化硅材料其適宜的密度可改善平臺系統的振動性能。

因而，開發一種應用于慣導系統臺體結構件的鋁碳化硅復合材料是非常有必要的。

發明內容

本發明的目的在于克服現有技術的不足，提供一種鋁碳化硅復合材料的制備方法及其應用。所述鋁碳化硅復合材料可應用于慣導系統臺體結構件，使得慣導系統臺體結構件性能優良。

本發明所采取的技術方案是：

一種鋁碳化硅復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)將不同粒徑的碳化硅顆粒進行混勻，加入粘結劑、分散劑，進行二次混料，制得原料；

2)將原料壓制成型，制備出碳化硅陶瓷預制體；

3)將碳化硅陶瓷預制體進行燒結，形成多孔陶瓷；

4)在惰性氣體氣氛下，將鋁合金加熱至融化后，通過惰性氣體加壓的方式壓入多孔陶瓷內部成型，得到鋁碳化硅復合材料。

其中，不同粒徑的碳化硅顆粒的重量百分比為：1μm碳化硅顆粒5～15％、5μm碳化硅顆粒15～20％、15μm碳化硅顆粒20～30％、其余為35μm碳化硅顆粒，各粒徑碳化硅顆粒的重量百分比和為100％。

步驟1)中，碳化硅顆粒、粘結劑和分散劑的按重量計的比例為(5-50):(0.1-5):(0.1-5)。

作為上述一種鋁碳化硅復合材料的制備方法的進一步改進，預制體燒結的方式為：燒結溫度為800～1400℃，保溫時間為10～15小時，升溫速率和降溫速率均為52℃/小時。

作為上述一種鋁碳化硅復合材料的制備方法的進一步改進，惰性氣體加壓的方式為：惰性氣體為氬氣或氮氣，壓力為20MPa，真空度為300Pa。

作為上述一種鋁碳化硅復合材料的制備方法的進一步改進，粘結劑為石蠟或PVA(聚乙烯醇)。

作為上述一種鋁碳化硅復合材料的制備方法的進一步改進，分散劑為油酸。

作為上述一種鋁碳化硅復合材料的制備方法的進一步改進，鋁碳化硅復合材料中鋁和碳化硅的體積占比為鋁：碳化硅＝(25％～55％)：(45％～75％)。