[發明專利]一種結構可控的3D增強鋁基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202010541396.6
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111636040B
• 公開（公告）日: 2021-09-17
• 發明（設計）人: 王振軍;徐志鋒;蔡長春;余歡;熊博文;楊偉;張守銀;汪志太
• 申請（專利權）人: 南昌航空大學
• 主分類號: C22C47/08
• 分類號: C22C47/08;C22C47/06;C22C49/06;C22C49/14;C22C101/10;C22C101/14;C22C101/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 趙曉琳

1.一種結構可控的3D增強鋁基復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

將單向纖維布沿纖維方向進行鋪疊，固定后，得到單向纖維板；

將所述單向纖維板與第一液態鋁合金沿纖維方向進行液態浸滲復合，得到單向纖維增強鋁基復合材料板材；

將所述單向纖維增強鋁基復合材料板材沿平行纖維方向進行切割，得到單向鋁基復合材料絲材；

將所述單向鋁基復合材料絲材按照3D結構進行搭接后，進行固結綁定，得到3D增強體；

將所述3D增強體與第二液態鋁合金進行復合，得到結構可控的3D增強鋁基復合材料；

以體積百分數計，所述單向纖維板的纖維含量為50～70％；

所述單向纖維增強鋁基復合材料板材中，鋁合金的體積分數為30～50％，纖維的體積分數為50～70％；

所述按照3D結構進行搭接的過程為在鋁基板上將所述單向鋁基復合材料絲材沿X方向平行排布，得到第一層；在所述第一層上，將所述單向鋁基復合材料絲材沿Y方向平行排布，得到第二層；按照上述方法，按X/Y/X…的順序依次進行逐層疊加，然后將所述單向鋁基復合材料絲材在Z方向上進行層間貫穿。

2.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述單向纖維布包括石墨纖維布、碳化硅纖維布或氧化鋁纖維布。

3.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，進行所述液態浸滲復合之前，還包括：將所述單向纖維板進行預熱，所述預熱的溫度為500～600℃。

4.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第一液態鋁合金的制備過程包括：將鋁合金進行熔煉，得到第一液態鋁合金；所述熔煉的溫度為700～750℃。

5.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述液態浸滲復合的條件包括：真空度為10～25Pa，浸滲壓力為0.4～0.5MPa。

6.根據權利要求1所述的制備方法，其特征在于，所述第二液態鋁合金的制備過程包括將鋁合金在660～700℃進行熔煉，保溫20～30min后，得到第二液態鋁合金，所述復合的時間為120～180s。

7.權利要求1～6任一項所述制備方法制備得到的結構可控的3D增強鋁基復合材料，其特征在于，所述結構可控的3D增強鋁基復合材料中，鋁合金的體積分數為50～70％，纖維的體積分數為30～50％。