[发明专利]多种金属结构复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种多种金属结构复合材料及其制备方法，包括以下组分：10~25%钢、0.1~0.8%铅、20~50%铝、20~55%树脂、10~49%石棉。其制备方法：（1）将树脂和石棉制成粉末，称取铅粉、树脂粉末和石棉粉末混合均匀，得到粉末混合物；（2）用钢板包裹上述粉末混合物，并将钢板锻压成球体，得到实心球体；（3）将实心球体加热到380~400℃，将铝加热到680~800℃并涂覆在实心球体上得到镏铝的实心球体；（4）将钢筋加热到480~600℃，将铝加热到680~800℃并涂覆在所述钢筋上，得到镏铝的钢筋；（5）将镏铝的钢筋搭建在模具的内部并固定住，将铝加热到680~800℃后将镏铝的实心球体放置其中并混合，浇铸到模具中，即可得到多种金属结构复合材料。

技术领域

本发明属于复合材料技术领域，具体涉及一种多种金属结构复合材料及其制备方法。

背景技术

目前，已知的船体都是由木材、钢铁、玻璃钢、玻璃纤维复合材料及铝质材料等硬质材料建成。最早期的船体建造材料是木材，木船的造价较低，是浅水域的重要交通工具，但它的缺点是容易腐烂，使用寿命不长，需要经常涂油防水渗漏，而且难以满足工业化用船的需求；钢铁是最常用的建造船体的材料，但是它的比重太大、重量太大，影响船体航行速度，根据世界船舶工业对未来市场需求的预测，随着造船业的发展，船用钢材的品种和规格将有较大的提升，高强度、厚规格造船用钢板的需求量将不断攀升。高强度造船用钢不仅要有较高的强度，而且要有好的韧塑性，特别是低温冲击韧性。船体结构用钢板主要用于制造远洋、沿海和内河航运船舶的船体、甲板等的钢板；玻璃钢及木材又不够结实，只能建造小船，玻璃钢的结构比重大，浮力小，抗冲击力小，同时因为小型船体的重量有限制，所以难以用于大型船体建造；铝质材料存在耐海水及海洋环境性能差的问题；而玻璃纤维复合材料船体存在耐温性能差的缺点。

由于船舶工作环境恶劣，船体壳要受海水的化学腐蚀、电化学腐蚀和海洋生物、微生物的腐蚀；船体承受较大的风浪冲击和交变负荷；船舶形状使其加工方法复杂等因素，所以对船体结构用钢要求严格。首先良好的韧性是最关键的要求，此外，要求有较高的强度，良好的耐腐蚀性能、焊接性能，加工成型性能以及表面质量。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明的目的是提供多种金属结构复合材料及其制备方法，以提供一种比重低于钢铁，但是强度比钢铁要高，同时耐腐蚀和抗电子辐射的多种金属结构复合材料，且其比重接近于木材。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案主要是：一种多种金属结构复合材料，按重量百分比计包括以下组分：

10~25% 钢、0.1~0.8% 铅、20~50% 铝、20~55% 树脂、10~49% 石棉。

同时提供一种多种金属结构复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）将树脂和石棉用粉碎机制成粉末，按重量称取铅粉、树脂粉末和石棉粉末，常温下搅拌混合均匀，得到粉末混合物；

（2）用不同大小的钢板包裹上述粉末混合物，并用锻压机将钢板锻压成球体，得到实心球体；

（3）将步骤（2）中得到的实心球体加热到380~400℃，将铝加热到680~800℃并涂覆在所述实心球体上，冷却后实心球体表面的铝涂层与实心球体结合，得到镏铝的实心球体，备用；

（4）将钢筋加热到480~600℃，将铝加热到680~800℃并涂覆在所述钢筋上，冷却后钢筋表面的铝涂层与钢筋结合，得到镏铝的钢筋，备用；

（5）将所述镏铝的钢筋搭建在模具的内部并固定住，将铝加热到680~800℃后将所述镏铝的实心球体放置其中并混合，然后一起浇铸到模具中，冷却后即可制备得到多种金属结构复合材料。

优选地，所述树脂包括环氧树脂、酚醛树脂、醇酸树脂、聚氨酯树脂、氟碳树脂、氨基树脂。