[发明专利]一种铝/玻璃微珠复合金属夹芯材料的制备方法

说明书

本发明为一种铝/玻璃微珠复合金属夹芯材料的制备方法。该方法采用铝粉和玻璃微珠粉末为原材料，将铝粉和玻璃微珠粉末混一起后，加入一定量的酒精，放入V型搅拌器中进行搅拌均匀，然后将粉末放入石墨模具中热压烧结，在石墨模具的上下底面放入大小合适的铝板，一同进行热压烧结，最后得到铝板/铝玻璃微珠/铝板的夹芯材料。本发明在成分调控上，可以根据用途不同，铝和玻璃微珠粉末的比例可以自由调整；得到的材料在元素分布上更加均匀，性能优异。

技术领域

本发明涉及金属复合材料领域，具体涉及一种铝/玻璃微珠复合金属夹芯材料的制备方法。

背景技术

在现今大环境下，随着航天、军事和汽车领域的发展，对装甲防护和运输防护材料的要求越来越苛刻；尤其是在军用领域，其工作的环境较为恶劣，其中最危险的就是冲击和振动，这样的服役环境对设备和零件都将会产生非常不利的影响，甚至会使设备损坏以及零件失灵，产生不必要的损失。优异的包装防护材料可以有效的减小产品在运输的过程中的损坏，而且优良的装甲防护结构也对人员的安全起到非常重要的保护作用。因此为了提升人员的安全性和装备的可靠性，这就要求材料具有更高的减振和抗冲击性能，这种性能在致密材料中难以实现，而研究人员发现轻质的铝基复合材料具有这种优异的性能。经过研究学者的不断探索发现，一种力学性能更好，制备过程更加简便容易操控的优质金属复合材料——以空心微珠作为“孔”的铝基的多孔复合材料。为制备优异的夹芯铝/玻璃微珠复合材料奠定基础。

发明内容

本发明克服传统混料方法制备的复合材料混合不均匀以及焊接复合材料时焊料无法很好的润湿焊件上等问题。本发明采用铝粉和玻璃微珠粉末为原材料，将铝粉和玻璃微珠粉末混一起后，加入一定量的酒精，放入V型搅拌器中进行搅拌均匀，然后将粉末放入石墨模具中热压烧结，在石墨模具的上下底面放入大小合适的铝板，一同进行热压烧结，最后得到铝板/铝玻璃微珠/铝板的夹芯材料。本发明在成分调控上，可以根据用途不同，铝和玻璃微珠粉末的比例可以自由调整；得到的复合材料在元素分布上更加均匀，性能优异。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种铝/玻璃微珠复合金属夹芯材料的制备方法，其特征为该方法包括以下步骤：

(1)铝/玻璃微珠粉末悬浊液的制备

将铝粉、玻璃微珠和酒精溶液混合后搅拌，在放入到V型混料机中混合0.5-8小时，得到铝/玻璃微珠悬浊液；

所述的酒精的体积百分浓度为75-100％。

其中，玻璃微珠的体积占玻璃微珠和铝粉的总体积的30％-70％；加入的酒精的体积为铝粉和玻璃微珠粉末体积和的0.5-1.5倍之间；

所述的铝粉的粒径范围为2-150μm，玻璃微珠的粒径范围为20-100μm。

(2)铝/玻璃微珠粉末悬浊液的干燥

将铝/玻璃微珠悬浊液中的酒精抽滤掉，然后在50-80℃下烘干0.5-2h，得到干燥的铝/玻璃微珠粉末；

(3)铝/玻璃微珠复合金属夹芯材料的制备

将步骤(2)得到的干燥的铝/玻璃微珠粉末装入底部放有铝板的石墨模具中，粉末装入后，再在其表面覆盖铝板，然后通过热压烧结工艺进行烧结，最后得到铝/玻璃微珠复合金属夹芯材料；

其中，热压烧结的温度为500-650℃，热压烧结的压力为10-20MPa，保温时间1-2h，升温速率为5-15℃/min。

所述的底部铝板或覆盖铝板的厚度范围为1-10mm，得到的铝/玻璃微珠复合金属夹芯材料的总厚度为10-30mm。

本发明的实质性特点为：