多孔SiC预制体、Al/SiC复合材料及制备方法、电堆壳体技术

本申请提供的多孔SiC预制体通过选用特定的无机粘结料能够增强SiC基体之间的粘结力，且提供的多孔SiC预制体能够使制备的Al/SiC复合材料具有较低的密度和较高的强度，并且具有较低的热膨胀系数和较高的导热系数，能够用作电堆壳体材料。电堆壳体材料。电堆壳体材料。

【技术实现步骤摘要】
多孔SiC预制体、Al/SiC复合材料及制备方法、电堆壳体


[0001]本申请涉及陶瓷复合材料
，具体涉及一种多孔SiC预制体、Al/SiC复合材料及制备方法、电堆壳体。

技术介绍

[0002]燃料电池是新能源汽车的主要技术路线之一，随着汽车电动化发展，燃料电池汽车需要在不同的环境中使用。来自地面的物体冲击破损，雨水的冲刷或是飞溅，大气中有害气体的污染易损坏电堆，因此，需要电堆壳体对电堆进行保护。
[0003]目前市场上常用的燃料电池电堆壳体主要是包括金属材料或树脂材料。金属材料主要是铝合金或不锈钢，铝合金材料易加工，但是强度不足；不锈钢强度高，但其存在密度大、质量重的缺点。同时，包括树脂材料的燃料电池电堆壳体也存在强度不够、容易变形的缺点。

技术实现思路

[0004]基于此，本申请提供一种多孔SiC预制体、Al/SiC复合材料及制备方法、电堆壳体。本申请提供的多孔SiC预制体能够使制备的Al/SiC复合材料兼备较低的密度和较高的强度，并且具有优异的导热性能。
[0005]本申请的第一方面，提供一种多孔SiC预制体，所述多孔SiC预制体包括SiC基体以及分散于所述SiC基体的无机粘结料，
[0006]所述无机粘结料与所述SiC基体的质量比为(0.02～0.1)：1；
[0007]所述无机粘结料包括硅酸钠和硅酸锂中的一种或多种。
[0008]在其中一个实施例中，所述SiC基体的制备原料包括第一粒径SiC粉体和第二粒径SiC粉体，
[0009]所述第一粒径SiC粉体的粒径与所述第二粒径SiC粉体的粒径比≥2。
[0010]在其中一个实施例中，所述SiC基体具有如下特征中的一个或多个：
[0011](1)所述第一粒径SiC粉体的粒径为50μm～500μm；
[0012](2)所述第二粒径SiC粉体的粒径为25μm～250μm；
[0013](3)所述第一粒径SiC粉体的总体积与所述第二粒径SiC粉体的总体积比为(0.5～1)：1。
[0014]在其中一个实施例中，所述多孔SiC预制体的孔隙率为45％～75％。
[0015]本申请的第二方面，提供一种本申请第一方面任一项实施例所述的多孔SiC预制体的制备方法，包括以下步骤：
[0016]将所述SiC基体的制备原料与所述无机粘结料和致孔剂混合，成型、烧结后，排出致孔剂，制备所述多孔SiC预制体。
[0017]在其中一个实施例中，烧结的工艺参数包括：烧结温度为600℃～750℃。
[0018]本申请的第三方面，提供一种Al/SiC复合材料，所述Al/SiC复合材料包括本申请
第一方面任一实施例所述的多孔SiC预制体以及填充在所述多孔SiC预制体的孔隙中并包覆所述多孔SiC预制体外表面的Al相。
[0019]在其中一个实施例中，所述Al/SiC复合材料中，所述多孔SiC预制体的体积与所述Al相的体积比为(25％～55％)：(75％～45％)。
[0020]在其中一个实施例中，所述Al/SiC复合材料中，所述多孔SiC预制体的体积与所述Al相的体积比为(40％～50％)：(60％～50％)。
[0021]本申请的第四方面，提供一种本申请第三方面任一项实施例所述的Al/SiC复合材料的制备方法，包括以下步骤：
[0022]将铝和/或铝合金加热至熔融，填充在所述多孔SiC预制体的孔隙中，以及包覆在所述多孔SiC预制体外表面形成所述Al相，制备所述Al/SiC复合材料。
[0023]在其中一个实施例中，填充的方法包括真空渗透和/或压力渗透，
[0024]其中，真空压力渗透的工艺参数包括：真空度≤
‑
95kPa，压力为3Bar～6Bar。
[0025]本申请的第五方面，提供一种电堆壳体，包括本申请第一方面任一项实施例所述的多孔SiC预制体或本申请第三方面任一项实施例所述的Al/SiC复合材料。
[0026]本申请提供的多孔SiC预制体通过选用特定的无机粘结料能够增强SiC基体之间的粘结力，且提供的多孔SiC预制体能够使制备的Al/SiC复合材料具有较低的密度和较高的强度，并且具有较低的热膨胀系数和较高的导热系数，能够用作电堆壳体材料。
附图说明
[0027]图1为本申请的电堆壳体的结构示意图；
[0028]图2为本申请Al/SiC复合材料制备方法的工艺流程图。
具体实施方式
[0029]以下结合具体实施例对本申请的多孔SiC预制体、Al/SiC复合材料、电堆壳体及相应的制备方法作进一步完整、清楚的描述。本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施方式。相反地，提供这些实施方式的目的是使对本申请公开内容理解更加透彻全面。
[0030]除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的
的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。
[0031]本文中，“一种或多种”指所列项目的任一种、任两种或任两种以上。
[0032]本申请中，“第一方面”、“第二方面”、“第三方面”、“第四方面”、“第五方面”等仅用于描述目的，不能理解为指示或暗示相对重要性或数量，也不能理解为隐含指明所指示的技术特征的重要性或数量。而且“第一”、“第二”、“第三”、“第四”、“第五”等仅起到非穷举式的列举描述目的，应当理解并不构成对数量的封闭式限定。
[0033]本申请中，以开放式描述的技术特征中，包括所列举特征组成的封闭式技术方案，也包括包含所列举特征的开放式技术方案。
[0034]本申请中，涉及到数值区间，如无特别说明，上述数值区间内视为连续，且包括该范围的最小值及最大值，以及这种最小值与最大值之间的每一个值。进一步地，当范围是指
整数时，包括该范围的最小值与最大值之间的每一个整数。此外，当提供多个范围描述特征或特性时，可以合并该范围。换言之，除非另有指明，否则本文中所公开之所有范围应理解为包括其中所归入的任何及所有的子范围。
[0035]本申请中涉及的百分比含量，如无特别说明，对于固液混合和固相
‑
固相混合均指质量百分比，对于液相
‑
液相混合指体积百分比。
[0036]本申请中涉及的百分比浓度，如无特别说明，均指终浓度。所述终浓度，指添加成分在添加该成分后的体系中的占比。
[0037]本申请中的温度参数，如无特别限定，既允许为恒温处理，也允许在一定温度区间内进行处理。所述的恒温处理允许温度在仪器控制的精度范围内进行波动。
[0038]本申请的第一方面，提供一种多孔SiC预制体，所述多孔SiC预制体包括SiC基体以及分散于所述SiC基体的无机粘结料，
[0039]所述无机粘结料与所述SiC基体的质量比为(0.02～0.1)：1；
[0040]所述无机粘结本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种多孔SiC预制体，其特征在于，所述多孔SiC预制体包括SiC基体以及分散于所述SiC基体的无机粘结料，所述无机粘结料与所述SiC基体的质量比为(0.02～0.1)：1；所述无机粘结料包括硅酸钠和硅酸锂中的一种或多种。2.根据权利要求1所述的多孔SiC预制体，其特征在于，所述SiC基体的制备原料包括第一粒径SiC粉体和第二粒径SiC粉体，所述第一粒径SiC粉体的粒径与所述第二粒径SiC粉体的粒径比≥2。3.根据权利要求2所述的多孔SiC预制体，其特征在于，所述SiC基体具有如下特征中的一个或多个：(1)所述第一粒径SiC粉体的粒径为50μm～500μm；(2)所述第二粒径SiC粉体的粒径为25μm～250μm；(3)所述第一粒径SiC粉体的总体积与所述第二粒径SiC粉体的总体积比为(0.5～1)：1。4.根据权利要求1～3任一项所述的多孔SiC预制体，其特征在于，所述多孔SiC预制体的孔隙率为45％～75％。5.一种权利要求1～4任一项所述的多孔SiC预制体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：将所述SiC基体的制备原料与所述无机粘结料和致孔剂混合，成型、烧结后，排出致孔剂，制备所述多孔SiC预制体。6.根据权利要求5所述的多孔SiC预制体的制备方法，其特征在于，烧结的工艺参数包括：烧结温度为600℃～750℃。7...

【专利技术属性】
技术研发人员：崔龙，郭轩成，何仕豪，吴芳敏，张正兴，董宗瓒，
申请(专利权)人：一汽解放汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：