一种阻隔防爆材料及其制造方法技术

本发明专利技术涉及一种阻隔防爆材料，由切缝并扩展后的铝合金箔网制成，具有网状或蜂窝状的多孔结构，其特征在于：所述铝合金箔的化学成分重量百分比为：硅０．０５～０．１５％，铜１．０～１．６％，锰０．２～０．５％，镁１．０～３．０％，锌３．０～６．０％，钛０．０２～０．０６％，锆０．０５～０．１５％，钪０．１～０．３％，其余为铝。同时，本发明专利技术还公开了该防爆材料的制造方法。本发明专利技术所得的材料不仅具有普通抑爆金属材料导电、导热性能好，比表面积大的优点，同时具有抗腐蚀、高强度的特点，该材料作为抑爆材料时不产生碎屑，不变形。该材料尤其适用于腐蚀性较大的易燃易爆液体盛装容器以及撬装式加油加气站储罐的安全防护。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及抑爆材料，尤其涉及。
技术介绍
BLEVE (Boiling Liquid Expanding Vapour Explosion)，即当高压储罐遇火时，罐 内迎火面的罐壁形成滞留气泡阻碍热量传递，液面之上的干壁也会因为被过度加热而金属 强度下降，由此出现内部压力升高，外部金属受高温，发生蠕变，强度下降的恶性局面，从而 造成容器断裂，形成爆炸。美国在上世纪七十年代(1970’ )开始在军事设施设备上率先使用聚氨酯泡沫抑 爆填料，后逐渐开发和应用了金属泡沫抑爆填料。通过不断地革新和完善，现在全世界对铝 合金抑爆材料不论是理论上还是实践中都有了广泛的认识和应用。国外开发的著名产品有 Explosafe, Deto-stop、Ex-Co、ExploControl、No-Ex、eXess、EM2 等，国内开发和应用的产 品有HAN、LF21、JFJ、HFJ等。这些材料的化学组成和成分各不相同，但都以金属铝为基，通 过添加不同的金属元素以及不同的加工工艺形成铝合金，用来加工成铝合金抑爆材料。在盛装有汽油、丙烷、乙炔等液体的容器中，由于存在这些易挥发物质的蒸汽与空 气混合气，极易发生燃烧和爆炸。铝合金填料具有导热性能好，导电性能强，比表面积大等 特点，在充分分布于油箱后，其蜂窝状的网状结构，将油箱内腔分为若干个“小室”或“腔 体”，这些“小室”或“腔体”可以有效地遏制火焰的传播，使燃爆压力波急剧衰减；同时这种 蜂窝结构的材料在单位容积内具有较高的表面效能，从而具有良好的吸热性，可以迅速地 将燃烧释放出来的热量吸收，使燃烧反应后的温度降低，反应气体的膨胀程度缩小，容器内 的压力值增高不大，使燃烧速度达不到爆炸的极限速度，从而达到抑爆的目的。随着社会经济和科学技术的发展，易燃易爆类液体在各领域的应用越来越 多、越来越广。这些易燃易爆类液体的性质各异，有些具有强腐蚀性。比如，近年来开 发的甲醇、乙醇汽油在生活中得到广泛应用，但甲醇在生产和储运中可能会产生反应 (CH3OH+O2 — HCOOH+H2O)，氧化生成的甲酸等有机酸对长期浸泡在液体中的金属抑爆材料表 面造成腐蚀。而表面被腐蚀后的抑爆材料，其导热、导电性能都将大大降低，会产生碎屑和 铝锈，从而导致堵塞油路管道。因此，如何增强抑爆材料的抗腐蚀性十分必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种强度高、耐腐蚀、不产生碎屑、不变形的阻 隔防爆材料。本专利技术所要解决的另一个技术问题是提供一种简便、易行的阻隔防爆材料的制造方法。为解决上述问题，本专利技术所述的一种阻隔防爆材料，由切缝并扩展后的铝合金箔 网制成，具有网状或蜂窝状的多孔结构，其特征在于所述铝合金箔的化学成分重量百分比 为硅 0. 05 0. 15%，铜 1. O 1. 6%，猛 0. 2 0. 5%，镁 1. O 3. 0%，锌 3. O 6. 0%，3钛0. 02 0. 06%，锆0. 05 0. 15%，钪0. 1 0. 3%，其余为铝。如上1所述的一种阻隔防爆材料的制造方法，包括以下步骤(1)将各金属单质混合后加热至720 750°C，使全部金属成液态，并保持该温度 1 1. 5小时，使各金属均勻分散于熔融液相中；(2)在所述步骤(1)中液态保温期间用氮气和六氯乙烷除气精炼后铸锭形成坯 料，在430 480°C保温24小时，使其均勻化；(3)将所述坯料铣面；(4)将铣面后的所述坯料在380 430°C保温1小时后，室温水淬；(5)在380 400°C下，将坯料轧制成厚度为6 6. 5mm、宽度为40 900mm的铝 合金坯料；并将该坯料在120°C恒温10小时，180°C恒温10小时；(6)将所述步骤(5)所得到的铝合金坯料轧制成铝合金箔；(7)将所述步骤(6)所得的铝合金箔切缝整形后，拉网扩展为铝箔网；将该铝箔网 叠制成型，得到网状阻隔防爆材料。所述步骤(2)中氮气的纯度为大于或等于99. 999%，且小于100%。所述步骤(6)中的铝合金箔的厚度为0. 03 0. 08mm、宽度为40 900mm。所述步骤(7)中的切缝长度为10 15mm，相邻切缝间距为1 3mm和2 6mm。将所述步骤(7)所得的网状阻隔防爆材料分切整形，制成柱形、矩形或球状防爆 材料。本专利技术与现有技术相比具有以下优点1、本专利技术中的铝合金所含的Zn和Mg，在合金中可以形成强化相MgZrv由于MgZn2 相在合金中的溶解度随温度的降低而急剧下降，因此，具有很强的时效硬化能力；而在固溶 极限范围内，Zn、Mg含量的提高可以大大提高合金强度。2、由于本专利技术在含Zn的合金中加入Cu，而Cu原子可降低晶界和晶内的电位差，因 此，提高了合金的抗应力腐蚀能力，同时，也提高了合金的强度、塑性和重复加载抗力。3,Sc的原子序数为21，是3d型过渡族金属，又是稀土金属。钪的化学性质与稀土 族金属相同，物理性质和力学性质与过渡族元素相近，在铝合金中兼有稀土金属的净化合 金、改善铸锭组织的作用和过渡金属的抑制再结晶作用。Sc在铝合金中形成与基体共格的 析出相Al3Sc,是面心立方结构，晶格常数与α (Al)基体接近，稳定性高，不仅有强烈的时效 硬化效果，而且具有高的热稳定性。铝合金中的主要合金化元素Mg和Zn与Sc不形成化合 物。由于本专利技术中Sc的加入，因此，使得合金组织得以细化，并为沉淀相提供形核核心，使 沉淀相的析出由晶界逐渐扩展到α (Al)基体，更加弥散均勻，减小了晶界与晶内的电极电 位差，形成均勻腐蚀，从而提高了合金的耐蚀性能。4、锆(Zr)是超高强铝合金中常用添加元素，它能显著提高合金的可焊性、合金 再结晶终了温度和合金耐应力腐蚀性能。研究表明Sc、Zr同时添加到铝合金中形成的 Al3(Sc，Zr)相是以Al3Sc为基的置换固溶体，Sc,Zr相互置换，晶格类型、晶格常数变化小， 均勻化热处理过程中大量析出的这种Al3(Sc，Zr)粒子细小弥散地分布在α (Al)基体中， 与基体共格，强烈钉扎位错及晶界，阻碍位错运动及晶界迁移，抑制合金再结晶，使合金获 得结构强化和析出强化，大大提高了合金强度，而合金韧性仍保持较高水平，从而使合金具 有优良的综合力学性能。依靠增加原始固溶体的过饱和度和相应地增加析出产物的弥散度，强化效应可提高1倍多。由于本专利技术添加了 &，而&和Al结合形成AlJr金属间化合 物，这种金属间化合物有2种结构和形态从熔体中直接析出的AlJr为四方结构，可显著 细化合金的铸态晶粒；另一种是铸锭均勻化过程中析出的球形粒子，具有强烈抑制热加工 过程中再结晶的作用；含&合金淬火敏感性不强，合金的淬透性提高，因此，&的加入有效 地提高了合金的强度、断裂韧性和抗应力腐蚀性能。5、由于本专利技术中添加了锰，但锰与钪不起作用，不形成金属间化合物，因此，在含 钪铝合金中加锰，像在其它工业铝合金中一样，能提高强度性能和改善合金的抗腐蚀稳定 性。6、本专利技术中的钛和锆一样，能溶解于Al3Sc相内，置换Sc原子，增强Sc的变质效应。7、本专利技术铝合金含Al、Zn、Mg、Cu、Si、Mn、Ti、Zr、Sc元素，这些元素相互作用，使 得本专利技术不仅具有普通抑爆金属材料导电、导热性能好，比表面积大的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种阻隔防爆材料，由切缝并扩展后的铝合金箔网制成，具有网状或蜂窝状的多孔结构，其特征在于：所述铝合金箔的化学成分重量百分比为：硅０．０５～０．１５％，铜１．０～１．６％，锰０．２～０．５％，镁１．０～３．０％，锌３．０～６．０％，钛０．０２～０．０６％，锆０．０５～０．１５％，钪０．１～０．３％，其余为铝。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：陈楼，王瑞海，王亮，贾永忠，王小华，
申请(专利权)人：北京福吉长安防爆材料有限责任公司，青海省安全生产科学技术中心，
类型：发明
国别省市：11[中国|北京]