[发明专利]一种充填气凝胶的钛合金三维点阵防热结构制备方法

说明书

本发明提供了一种充填气凝胶的钛合金三维点阵防热结构制备方法，其技术要点在于：用气凝胶填充钛合金三维点阵结构内部空间的下半部分，钛合金三维点阵结构内部空间的上半部分通过气体进行主动冷却，在钛合金三维点阵结构的外部覆盖闭式等离子模块，钛合金三维点阵结构的内部放置等离子激发电源；本发明能够制备成本低、效率高，可制备大尺寸和复杂型面的耐高温热防护一体化结构，有效地实现散热和隔热的效果，同时具有良好的力学性能和承载能力，闭式等离子模块用于吸收电磁波，同时将等离子激发电源放置于钛合金三维点阵结构的内侧，可以有效屏蔽等离子激发电源发射的电磁波。

技术领域

本发明涉及金属点阵结构的制备方法技术领域，特别是涉及一种充填气凝胶的钛合金三维点阵防热结构制备方法。

背景技术

现有技术中的钛合金三维点阵结构可以采用下面的方法来制备，如图1-2所示，首先是将钛丝逐层呈一定角度交错铺层，然后在高温条件下，施加固定的压力，保温保压一定时间，使不同层之间的钛合金丝相互扩散连接在一起，然后采用钎焊(TiCuNi-60，以20℃min^-1的速度升温至550℃，保温5min，然后在升温至975℃，在真空度为10^-7Torr条件下，保温30min)的方法，将面板与点阵结构连接在一起，从而制备出钛合金多孔结构夹层结构。

此外，钛合金多孔结构夹层结构也可以采用快速成形的方法来制备，如图3-4所示，是通过电子束、激光快速成型方法制备的多孔结构结构。

另外，也有采用如图5-6所示的金属板网冲压后再与面板钎焊的方法制备了Ti-6Al-4V的多孔结构夹层结构。

但是，现有技术中的钛合金三维点阵结构的制备方法，制备成本较高、效率有待提升，无法制备大尺寸和复杂型面的耐高温热防护一体化结构；并且现有技术中的钛合金三维点阵结构的制备方法制备的钛合金三维点阵结构不能有效地实现散热和隔热的效果，也不具有良好的力学性能和承载能力。

气凝胶是一种分散介质为气体的凝胶材料，固体相和孔隙结构均为纳米量级。其孔隙率高达80％～99.8％，典型孔隙尺寸1～100nm，网络胶体颗粒尺寸3～20nm，比表面积200～1100m²/g。气凝胶作为一种具有高吸附性、低密度的多孔材料，在诸多领域中有着广泛的应用，例如用作保温隔热材料、催化剂载体、药物吸附载体、介电材料等。常用的用于隔热结构的气凝胶有Al₂O₃、SiO₂气凝胶。

发明内容

本发明的目的就是解决以上技术中存在的问题，并为此提供一种充填气凝胶的钛合金三维点阵防热结构制备方法。

一种充填气凝胶的钛合金三维点阵防热结构制备方法，用气凝胶填充钛合金三维点阵结构内部空间的下半部分，钛合金三维点阵结构内部空间的上半部分通过气体进行主动冷却；在钛合金三维点阵结构的外部覆盖闭式等离子模块，钛合金三维点阵结构的内部放置等离子激发电源。

进一步地，用气凝胶填充三维点阵结构内部空间的下半部分的方法包括，第一步为加工出非网格芯板的网格结构；第二步为止焊剂涂覆；第三步为芯板与面板的叠层；第四步为芯板与面板扩散连接；第五步为超塑成形；第六步为切割出钛合金三维点阵夹层结构，通过切断进气管和排气管，使得钛合金三维点阵结构的内部空间通过切割留下的进气口和排气口与外部相通；第七步为将预制件放入到清洗槽中进行超声清洗，对钛合金三维点阵结构内部进行清洗，去除止焊剂和污垢。

进一步地，止焊剂涂覆步骤是在芯板的两面都涂覆上止焊剂，涂覆位置为筋条交会处。

进一步地，止焊剂涂覆步骤中，芯板的两面可不涂覆止焊剂，采用钎焊的方法在真空热处理炉或真空钎焊炉中进行连接。