一种高电磁屏蔽效能的铝/镁锂合金/铝层状复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种高电磁屏蔽效能的铝/镁锂合金/铝层状复合材料及其制备方法，属于金属材料领域。所述的制备方法包括如下步骤：

【技术实现步骤摘要】
一种高电磁屏蔽效能的铝/镁锂合金/铝层状复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属材料领域，具体涉及一种高电磁屏蔽效能的铝/镁锂合金/铝层状复合材料及其制备方法。

技术介绍

[0002]随着5G通讯技术的蓬勃发展以及电子设备的大量使用，给我们带来便利的同时，也会向人们的生活环境辐射大量的电磁波，导致电磁污染日益严重。电磁污染不仅影响我们身边的自然环境及人体健康，还影响电子设备的正常运转，特别在航空航天方面，电磁干扰会影响通讯指挥控制系统从而造成危险和事故，此外，在国防军事方面，电磁波的泄露会造成机密泄露，威胁国家安全。因此，研究与开发高性能的电磁屏蔽材料，成为材料研究领域的重要课题。
[0003]常见的电磁屏蔽材料包括导电织物材料、高分子导电材料、导电涂层材料、泡沫多孔材料、金属材料等，前三者虽然导电性优良、电磁屏蔽效能良好，然而，该类材料成本较高但力学性能往往较差，均不能作为支撑结构使用。金属材料属于电磁屏蔽材料中的薄良导体，导电性能良好，例如铜、镍等，在30MHz～1500MHz时，纯铜及纯镍的电磁屏蔽性能可分别达到45～80dB及58～72dB，且对比前几者材料，金属在力学性能方面又有明显的优势。但是，铜、镍这类金属往往贵重且自身密度较大，不满足轻量化趋势发展的今天，在电磁屏蔽应用方面往往受到限制。
[0004]镁锂合金是一种具有良好电磁屏蔽效能的轻质金属结构材料，是实现轻量化设计的具有发展潜力的金属材料。而铝作为一种密度略微大于镁的轻质结构金属材料，具有良好的塑性变形能力。近年来，有研究采用不同工艺将铝合金包覆镁合金来制备铝镁层状复合材料。但由于铝合金与镁合金本身性质以及塑性流动能力存在差异，在已有的铝镁层状复合材料的研究中，仍存在铝镁层状复合材料难以结合的问题。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种高电磁屏蔽效能的铝/镁锂合金/铝层状复合材料及其制备方法，可有效解决铝镁层状复合材料难以结合的问题。
[0006]为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
[0007]本专利技术提供了一种高电磁屏蔽效能的铝/镁锂合金/铝层状复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0008]a)将板材按照铝板
‑
镁锂合金板
‑
铝板的顺序装配后进行预热；
[0009]b)将预热完成的板材进行异步轧制，得到铝/镁锂合金/铝层状复合材料。
[0010]优选的，所述异步轧制的工艺中，异步比为1：1.08～1.24，压下率为50～70％，轧制速度为60～100r/min。
[0011]优选的，步骤a)中所述铝板
‑
镁锂合金板
‑
铝板的厚度比为10～25：50～80：10～
25；外侧两层铝板厚度需保持一致。
[0012]优选的，所述镁锂合金板中锂的质量含量为7.5～10％，型号为Mg
‑
7.5Li
‑
2Y
‑
Zn、Mg
‑
8Li
‑
2Y
‑
Zn或Mg
‑
10Li
‑
2Y
‑
Zn；所述铝板的型号包含1060、5052、6061或7075。
[0013]优选的，步骤a)中所述预热的温度为200～300℃，预热的时间为5～10min。
[0014]优选的，所述装配前还包含如下步骤：
[0015]1)将镁锂合金板及铝板切割成形状和尺寸相同的板材；
[0016]2)将切割好的板材使用有机溶剂清洗，然后进行机械打磨以暴露出新鲜表面；
[0017]3)将暴露出新鲜表面的板材进行研磨后抛光，随后用超声水洗、吹干。
[0018]优选的，步骤2)中所述的有机溶剂包含丙酮、三氯乙烯、开油水或白电油。
[0019]优选的，步骤3)中所述超声水洗的超声频率为28～40kHz。
[0020]优选的，步骤3)中，使用金相砂纸对板材进行研磨，金相砂纸的规格为600～2000目。
[0021]本专利技术的另一目的是提供一种由所述制备方法制备得到的高电磁屏蔽效能的铝/镁锂合金/铝层状复合材料。
[0022]本专利技术与现有技术相比，具有以下有益效果：
[0023]1)本专利技术中，由于镁锂合金和铝在晶体结构、力学性能和流变应力等方面有所差异，在界面结合的过程中，可能会出现颈缩、失稳、断裂等不稳定结构，商业纯铝板材的屈服强度和抗拉强度相对来说较低，室温条件下的变形能力和流变应力高于镁合金，采用铝/镁锂合金/铝的叠轧顺序来进行异步叠轧时，能有效防止纯镁板材的开裂。
[0024]2)本专利技术中，通过线速度不同的上、下工作辊进行轧制，可以在上下辊缝间形成一个搓轧区，从而可以提高异种金属间的界面结合强度。
[0025]3)本专利技术中，可根据个性化生产的需要，通过调节铝层和镁层所占的体积分数，达到不同性能的要求，从而满足生产的需要；镁层所占体积分数越大，抗拉强度越高，电磁屏蔽效能越低。
[0026]4)本专利技术中，异步叠轧获得的铝/镁锂合金/铝层状复合材料，不仅拥有多层结构，并且可以形成交替排列的相界面，相当于对电磁波有多重反射和吸收，具有良好的电磁屏蔽效能。
附图说明
[0027]图1为实施例1的制备工艺路线；
[0028]图2为实施例1的电磁屏蔽模型；
[0029]图3为实施例1中层状复合材料的SEM图和EDS图；
[0030]图4为实施例2中层状复合材料的SEM图和EDS图；
[0031]图5为实施例1中层状复合材料的电磁屏蔽效能图；
[0032]图6为实施例2中层状复合材料的电磁屏蔽效能图；
[0033]图7为实施例3中层状复合材料的电磁屏蔽效能图。
具体实施方式
[0034]本专利技术提供了一种高电磁屏蔽效能的铝/镁锂合金/铝层状复合材料的制备方法，
包括以下步骤：
[0035]a)将板材按照铝板
‑
镁锂合金板
‑
铝板的顺序装配后进行预热；
[0036]b)将预热完成的板材进行异步轧制，得到铝/镁锂合金/铝层状复合材料。
[0037]在本专利技术中，所述异步轧制的工艺中，异步比为1：1.08～1.24，优选为1：1.08～1.20，进一步优选为1：1.12～1.16；压下率为50～70％，优选为55～65％，进一步优选为60％；轧制速度为60～100r/min，优选为70～90r/min，进一步优选为80r/min。
[0038]在本专利技术中，异步轧制是使金属通过线速度不同的上、下工作辊进行轧制，充分利用基层镁锂合金板与覆层铝板表面上剧烈相对滑动，在上下辊缝间形成一个搓轧区，加速两种金属表面氧化层和加工硬化层破裂，促使内部的新鲜金属充分暴露，进而促进界面结合，另外通过合理的异步比还可以降低两层金属间的变形程度差异，减小瓢曲板形缺陷本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高电磁屏蔽效能的铝/镁锂合金/铝层状复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：a)将板材按照铝板
‑
镁锂合金板
‑
铝板的顺序装配后进行预热；b)将预热完成的板材进行异步轧制，得到铝/镁锂合金/铝层状复合材料；所述异步轧制的工艺中，异步比为1：1.08～1.24，压下率为50～70％，轧制速度为60～100r/min。2.根据权利要求1所述的高电磁屏蔽效能的铝/镁锂合金/铝层状复合材料的制备方法，其特征在于，步骤a)中所述铝板
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镁锂合金板
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铝板的厚度比为10～25：50～80：10～25；外侧两层铝板厚度需保持一致；所述镁锂合金板中锂的质量含量为7.5～10％，型号为Mg
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7.5Li
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2Y
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Zn、Mg
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8Li
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2Y
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Zn或Mg
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10Li
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2Y
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Zn；所述铝板的型号包含1060、505...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡豪，王军丽，李劲生，章同应，刘雪良，苏胜友，李同曼，张超，薛宝帅，
申请(专利权)人：昆明理工大学，
类型：发明
国别省市：