一种高性能海螺壳仿生结构铝基复合装甲及其成形方法技术

本发明专利技术属于复合材料制备技术领域，具体涉及一种高性能海螺壳仿生结构铝基复合装甲及其成形方法。成形的过程为先混粉、再叠放压实粉末形成固定的组合，将组合的叠层材料固溶后立即热轧，再进行时效处理，可在时效后进行深冷处理；轧制前所述叠层材料的中间层中至少有一层由粉体构成，且高强层位于金属板材之间，高强层由陶瓷颗粒和金属颗粒混合均匀构成。本发明专利技术首次尝试了在两个金属板材之间引入粉体，借助粉体活性高的特点，先进行固溶后轧制，能够提高粉体的扩散，实现更好的结合。海螺壳结构强韧交替叠放使裂纹经过层与层之间时发生偏转，经过高强层中的颗粒时会绕过颗粒实现偏转，这种裂纹多重往复偏转的形式能够提高能量吸收率，进而提高抗冲击强度，并且还极大的提高了铝基复合装甲的强韧性。高了铝基复合装甲的强韧性。高了铝基复合装甲的强韧性。

【技术实现步骤摘要】
一种高性能海螺壳仿生结构铝基复合装甲及其成形方法


[0001]本专利技术属于复合材料制备
，具体涉及一种高性能海螺壳仿生结构铝基复合装甲及其成形方法。

技术介绍

[0002]铝基复合材料是以铝或铝的合金为基体，以陶瓷颗粒、晶须、短纤维、长纤维等为增强体通过一定的加工工艺制备而成。一般常见的增强体有SiC、Al2O3、B4C、TiC、TiB2等。传统的铝基复合材料由于增强体的引入具有强度高、密度低、抗冲击性能好等优点，因此被广泛地应用于航天航空与国防军工等领域。
[0003]现有技术中，对于铝基复合材料的研究主要集中在金属板与金属板中间，而对于金属与粉末叠层的研究少之甚少。这种金属与金属之间形成的复合材料实现了较强的界面结合，但是抗冲击性能和强韧性差，严重限制了其应用范围。对于SiC/Al合金叠层复合材料的制备方法主要集中在粉末冶金法与挤压铸造法，而热轧复合技术往往无法实现叠层之间的结合。
[0004]现有技术制备的铝基复合材料对层间结构的设计相对单一，往往忽略了中间层结构对材料性能的影响。海螺壳具有独特的分层结构，这种结构本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种高性能海螺壳仿生结构铝基复合装甲，其特征在于：所述海螺壳仿生结构铝基复合装甲由n个高强层和p个高韧层交替分布，其中高强层的原料由陶瓷颗粒和金属颗粒混合均匀构成；陶瓷颗粒的粒径小于等于200微米；金属颗粒的粒径小于等于200微米；高韧层的原料为金属板材；n个高强层中，至少有2个高强层在材质和/或成分组成上不同，所述n大于等于2；任意一高强层位于2高韧层之间。2.一种高性能海螺壳仿生结构铝基复合装甲的成形方法，其特征在于：成形的过程为先混粉、再叠放压实粉末形成固定的组合，将组合的叠层材料固溶后立即热轧，再进行时效处理，可在时效后进行深冷处理；轧制前所述叠层材料由高强层和高韧层构成一种强韧交替梯度分布，即得到海螺壳仿生结构；任意一高强层位于2高韧层之间，所述高韧层为金属板材；高强层由陶瓷颗粒和金属颗粒混合均匀构成；陶瓷颗粒的粒径小于等于200微米；金属颗粒的粒径小于等于200微米；n个高强层中，至少有2个高强层在材质和/或成分组成上不同，所述n大于等于2。3.如权利要求1所述的一种高性能海螺壳仿生结构铝基复合装甲的成形方法，其特征在于：单个高强层的厚度为100
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2000微米、优选为500
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1500微米、进一步优选为1000微米，金属板材的厚度为1000
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3000微米、优选为1500
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2500微米、进一步优选为2000微米。4.如权利要求1所述的一种高性能海螺壳仿生结构铝基复合装甲的成形方法，其特征在于：高强层由陶瓷颗粒和金属颗粒混合均匀构成；所述陶瓷颗粒和金属颗粒的体积比为：陶瓷颗粒：金属颗粒＝1
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3:1。5.如权利要求1所述的一种高性能海螺壳仿生结构铝基复合装甲的成形方法，其特征在于：金属颗粒为Zn
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Al合金粉末，Zn的含量为50％
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99％，优选为80％
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98％，进一步优选为90％
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97％。6.如权利要求1所述的一种高性能海螺壳仿生结构铝基复合装甲的成形方法，其特征在于：单层高强层...

【专利技术属性】
技术研发人员：宋宇峰，张秦，丁学锋，刘阳，
申请(专利权)人：湖南科技大学，
类型：发明
国别省市：