[發明專利]一種輕質高強防護復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 202011061822.2
• 申請日: 2020-09-30
• 公開（公告）號: CN112267087B
• 公開（公告）日: 2022-12-06
• 發明（設計）人: 張興國;周秉文;孟令剛;亞斌;景棟
• 申請（專利權）人: 大連理工大學;大連理工大學寧波研究院
• 主分類號: C23C4/06
• 分類號: C23C4/06;C23C4/129;C23C4/131;C23C4/134;C23C4/02;C23C4/14
• 代理公司: 大連理工大學專利中心 21200
• 代理人: 李曉亮;潘迅

1.一種輕質高強防護復合材料，其特征在于，所述的輕質高強防護復合材料為陶瓷與輕質金屬復合的防護材料，由涂層與輕質金屬層組成；所述的涂層為抗彈層，是由陶瓷-金屬團聚燒結粉體、或陶瓷-金屬團聚燒結粉體與鈦粉混合物，采用熱噴涂技術，均勻熱噴涂于輕質金屬表面復合形成的，噴涂厚度為0.1～5mm；所述的輕質金屬層中的金屬材質為鋁合金、鎂合金或鈦合金中的一種或幾種組合，厚度為1～100mm；

所述的陶瓷-金屬團聚燒結粉體包括WC-Ni、WC-Co、B₄C-Ni、B₄C-Co，其中，所述陶瓷-金屬團聚燒結粉體內部為WC或B₄C陶瓷，陶瓷-金屬團聚燒結粉體外部為Ni或Co金屬材料；

所述的陶瓷-金屬團聚燒結粉體的單顆粒直徑10nm～100μm；

所述的輕質高強防護復合材料的制備方法，包括如下步驟：

(1)將陶瓷粉體過篩、配比后置于干燥爐中烘干待用；

(2)將輕質金屬制成所需形狀構件，用砂紙依次對表面進行細磨，再用丙酮、清水超聲清洗輕質金屬構件基材表面，吹干待用；

(3)對輕質金屬構件表面進行噴砂處理；

(4)將陶瓷粉末放入粉末噴涂裝置，在輕質金屬構件基材表面進行熱噴涂，噴涂距離100-400mm，噴涂過程為逐層噴涂，每道次涂層厚度0.05～0.5mm，每道次寬度1～10mm，總厚度為0.1～5mm，金相孔隙率小于0.5％；陶瓷粉體外表面金屬材料在熱噴涂下熔化，起到陶瓷粉體之間連接和與輕質金屬基材有效結合的作用。

2.根據權利要求1所述的一種輕質高強防護復合材料，其特征在于，所述陶瓷-金屬團聚燒結粉體與鈦粉混合物中，鈦粉占二者總質量的20％～80％。

3.根據權利要求1所述的一種輕質高強防護復合材料，其特征在于，所述的熱噴涂技術包括火焰噴涂、電弧噴涂或等離子噴涂。

4.根據權利要求1所述的一種輕質高強防護復合材料，其特征在于，所述的熱噴涂技術使得陶瓷粉體外表面金屬材料熔化，陶瓷粉體之間相互致密連接，致密度為95～99.9％，陶瓷粉體與輕質金屬基材表面也由粉體表層金屬連接。

5.根據權利要求1所述的一種輕質高強防護復合材料，其特征在于，所述的陶瓷粉末噴涂裝置為等離子噴涂、電弧噴涂或火焰噴涂。