The invention relates to a device for preparing carbon fiber aluminum composite materials by ultrasonic vibration combined with directional solidification. A fixed pulley is arranged at the top of the furnace body, a lifting mechanism is arranged at the top of the furnace body beside the fixed pulley, and the lifting mechanism is controlled by a lifter. An ultrasonic generator is arranged in the lifting mechanism, and a crucible is arranged below the ultrasonic generator and outside the crucible. The lower part is controlled by a reducer. The lower part of the furnace body is filled with Ga_In alloy liquid. The lower part of the furnace body passes through the Ga_In alloy liquid and the furnace body. The equipment and the production method of the equipment have the advantages of high production efficiency, obvious restraint of defects, increasing the degree of carbon fiber dispersion in liquid metal, reducing the time required for carbon fiber dispersion, reducing the damage of carbon fiber, and significantly reducing the casting defects in the preparation of continuous carbon fiber reinforced aluminum matrix composites. High quality carbon fiber metal matrix composites were obtained.
【技术实现步骤摘要】
超声振动结合定向凝固制备碳纤维铝复合材料装置及方法
本专利技术属于材料设备领域,涉及在金属基复合材料制备过程中降低碳纤维铸造缺陷的装置及其制备方法,具体指一种利用超声振动与定向凝固结合制备连续碳纤维铝基复合材料的超声波装置及其制备方法。
技术介绍
超声振动与定向凝固结合法制备连续碳纤维金属基复合材料是利用超声波产生的空化效应、声流效应以及定向凝固的凝固方式,作用于碳纤维而使碳纤维均匀分散,并且通过定向凝固结晶方式制备碳纤维金属基复合材料的工艺方法。连续碳纤维复合材料制备过程中碳纤维与金属基体间导热系数相差较大,极容易产生铸造缺陷,严重影响着碳纤维复合材料的力学性能。常规碳纤维金属基复合材料制备时碳纤维与金属液接触时间长、碳纤维损伤大、碳纤维在金属液中分散程度差,采用超声波振动制备连续碳纤维金属基复合材料可以极大的缩短碳纤维与金属液接触时间,极大程度上保证了碳纤维的完好,同时利用超声波使碳纤维均匀分散,达到提高碳纤维金属基复合材料力学性能的目的。而常规制备连续碳纤维增强金属基复合材料过程中,普通凝固方式无法克服碳纤维与基体间导热系数相差大,膨胀系数相差大的原因,采用定向凝固的方式则可以实现材料逐层凝固,金属熔体对缺陷的不断补缩,从而消除铸造缺陷提高性能的目的。目前由于并没有能解决上述问题的试验设备因此需要有一种实验装置解决这些问题。
技术实现思路
专利技术目的:本专利技术提供一种利用超声振动结合定向凝固制备碳纤维铝复合材料装置及方法,该设备并且应用该设备的生产方法,对缺陷产生抑制明显,提高碳纤维在金属液中分散程度,降低碳纤维分散所需时间,减小碳纤维损伤的同时,能 ...
【技术保护点】
1.一种超声振动结合定向凝固制备碳纤维铝复合材料装置,包括炉体、熔炼系统、定滑轮、超声波发生装置和材料下拉装置,其特征在于:炉体顶端内壁设有定滑轮,定滑轮旁的炉体顶端设有升降机构,升降机构由升降机控制,升降机构内设有超声波发生器,超声波发生器下方设有坩埚,坩埚外部为高频感应线圈线,坩埚和线圈构成熔炼系统,坩埚内部设有引料杆,引料杆下端穿过坩埚与下拉杆相连,下拉杆由减速机控制,炉体的下部填充有Ga‑In合金液,Ga‑In合金液位于坩埚的正下方,下拉杆穿过Ga‑In合金液和炉体,下拉杆与引料杆部分浸于Ga‑In合金液中,引料杆、下拉杆、减速机和Ga‑In合金液构成材料下拉装置。
【技术特征摘要】
1.一种超声振动结合定向凝固制备碳纤维铝复合材料装置,包括炉体、熔炼系统、定滑轮、超声波发生装置和材料下拉装置,其特征在于:炉体顶端内壁设有定滑轮,定滑轮旁的炉体顶端设有升降机构,升降机构由升降机控制,升降机构内设有超声波发生器,超声波发生器下方设有坩埚,坩埚外部为高频感应线圈线,坩埚和线圈构成熔炼系统,坩埚内部设有引料杆,引料杆下端穿过坩埚与下拉杆相连,下拉杆由减速机控制,炉体的下部填充有Ga-In合金液,Ga-In合金液位于坩埚的正下方,下拉杆穿过Ga-In合金液和炉体,下拉杆与引料杆部分浸于Ga-In合金液中,引料杆、下拉杆、减速机和Ga-In合金液构成材料下拉装置。2.根据权利要求1所述超声振动结合定向凝固制备碳纤维铝复合材料装置,其特征在于:所述超声波发生器通过柔性橡胶密封圈a连接在升降机构内。3.根据权利要求1所述超声振动结合定向凝固制备碳纤维铝复合材料装置,其特征在于:所述坩埚为上部开口并且底部开孔并向外凸出的形状,上部开口的直径为80-300mm,下部开孔的直径为2-80mm。4.根据权利要求1所述超声振动结合定向...
【专利技术属性】
技术研发人员:曲迎东,李广龙,刘希仕,周启文,陈兴旺,陈柳萍,李荣德,尤俊华,苏睿明,
申请(专利权)人:沈阳工业大学,
类型:发明
国别省市:辽宁,21
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