一种连续氧化铝纤维增强铝基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及金属复合材料技术领域，具体涉及一种连续氧化铝纤维增强铝基复合材料及其制备方法，包括铝硅合金骨架，所述铝硅合金骨架为熔融铝硅合金挤压入连续氧化铝纤维骨架中形成，所述连续氧化铝纤维骨架为单向编制刷涂有

【技术实现步骤摘要】
一种连续氧化铝纤维增强铝基复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及金属复合材料
，尤其涉及一种连续氧化铝纤维增强铝基复合材料及其制备方法
。

技术介绍

[0002]随着高新
的发展，对材料的各项性能提出了更高的要求，能够结合各种材料优势的复合材料飞速发展，其中以连续纤维增强金属基复合材料的性能最为优异且制备难度最大
。
目前所使用到的连续长纤维中，氧化铝纤维是一种价格相对碳纤维更为便宜且力学性能也较为优异的材料，并且具有优异的耐高温性能，有着巨大的实际应用前景
。
[0003]但是氧化铝纤维相比较其他低膨胀纤维
(
如碳纤维，
‑
1ppm/K
，碳化硅纤维，
4.4ppm/K)
有个相对更高的热膨胀系数
(7ppm/K)。
这意味着其制备的金属基复合材料能达到的膨胀系数仍然较大，可能无法满足一些对材料尺寸要求较高的高
要求
。
因此可以通过添加一些负热膨胀粉体来降低氧化铝纤维增强金属基复合材料的膨胀系数，扩大其应用范围
。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本专利技术的目的在于提出一种连续氧化铝纤维增强铝基复合材料及其制备方法，以解决现有复合材料热膨胀系数高的问题
。
[0005]基于上述目的，本专利技术提供了一种连续氧化铝纤维增强铝基复合材料，包括铝硅合金骨架，所述铝硅合金骨架为熔融铝硅合金挤压入连续氧化铝纤维骨架中形成，所述连续氧化铝纤维骨架为单向编制刷涂有
β
‑
锂霞石粉末分散液的氧化铝纤维布铺层叠放而成
。
[0006]所述
β
‑
锂霞石粉末分散液是将具有负热膨胀属性的
β
‑
锂霞石粉末均匀的分散在磷酸二氢铝
‑
聚乙烯醇水溶液中形成，
β
‑
锂霞石粉末的重量百分比为
20
‑
80
％
。
[0007]所述氧化铝纤维布铺层叠放时，每铺一层，氧化铝纤维布旋转
90
°
。
[0008]所述
β
‑
锂霞石粉末分散液刷涂在氧化铝纤维布的上下表面
。
[0009]所述氧化铝纤维布的编织密度为
100
‑
300g/m2，厚度为
0.2
‑
0.35mm。
[0010]优选的，所述复合材料为板材
。
[0011]所述连续氧化铝纤维增强铝基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
[0012]步骤一
、
将
β
‑
锂霞石粉末均匀分散在磷酸二氢铝
‑
聚乙烯醇水溶液中，以得到
β
‑
锂霞石粉末分散液；
[0013]步骤二
、
将
β
‑
锂霞石粉末分散液刷涂在单向编织氧化铝纤维布的上下表面；
[0014]步骤三
、
在台面的表面先铺设脱模布，之后铺设一层步骤二处理后的氧化铝纤维布，然后旋转
90
°
，再铺设一层处理后的氧化铝纤维布，之后循环往复铺设；
[0015]步骤四
、
在最上层的氧化铝纤维布上再铺设一层脱模布，获得预制体；
[0016]步骤五
、
对预制体挤压以除去多余的溶液；
[0017]步骤六
、
将步骤五处理后的预制体置于马弗炉中除去聚乙烯醇，以获得连续氧化
[0033]一种连续氧化铝纤维增强铝基复合材料，为板材，其包括包括铝硅合金骨架，铝硅合金骨架为熔融铝硅合金挤压入连续氧化铝纤维骨架中形成，连续氧化铝纤维骨架为单向编制氧化铝纤维布铺层叠放而成，每铺一层，纤维布旋转
90
°
；弥散
β
‑
锂霞石粉末为一种负膨胀陶瓷粉末，
β
‑
锂霞石粉末均匀的分散在磷酸二氢铝
‑
聚乙烯醇水溶液中，
β
‑
锂霞石粉末的重量比为
50
％；刷涂在氧化铝纤维布的上下表面，铝硅合金骨架为熔融铝硅合金挤压进连续氧化铝纤维骨架中形成
。
其中，氧化铝纤维布编织密度为
200g/m2，厚度为
0.28mm。
磷酸二氢铝
‑
聚乙烯醇水溶液中，聚乙烯醇重量比为
10
％，磷酸二氢铝重量比为
20
％
。
[0034]该连续氧化铝纤维增强铝基复合材料的制备方法包括如下步骤：
[0035](1)
将聚乙烯醇颗粒和磷酸二氢铝粉末溶解在水中，配置成磷酸二氢铝
‑
聚乙烯醇水溶液，聚乙烯醇重量比为
10
％，磷酸二氢铝重量比为
20
％；
[0036](2)
通过搅拌将
β
‑
锂霞石粉末均匀分散在磷酸二氢铝
‑
聚乙烯醇水溶液中，
β
‑
锂霞石粉末的重量比为
50
％；
[0037](3)
将单向编织的氧化铝纤维布浸没在均匀分散了
β
‑
锂霞石粉末的磷酸二氢铝
‑
聚乙烯醇水溶液中，十分钟后将布提拉出液面，悬空晾置，直到排出多余的溶液，即获得处理后的氧化铝纤维布；
[0038](4)
使用酒精清洗台面并在其表面铺设一层脱模布，再铺设一层处理后的氧化铝纤维布，旋转
90
°
，再铺设一层处理后的氧化铝纤维布，循环往复；
[0039](5)
在最上层的氧化铝纤维布上再铺设一层脱模布，获得预制体；
[0040](6)
将预制体置于压机下挤压，除去多余的溶液，预制体在压机下挤压的压强为
50Mpa
；
[0041](7)
将预制体放在马弗炉中除去聚乙烯醇并使磷酸二氢铝起到粘结氧化铝纤维和
β
‑
锂霞石的作用，以此获得具有一定力学性能的连续氧化铝纤维
/
β
‑
锂霞石贯通骨架预制体；
[0042](8)
将连续氧化铝纤维
/
β
‑
锂霞石贯通骨架预制体置于底部开孔的石墨圆柱腔体中，加热到
800℃
；
[0043](9)
在
800℃
将铝硅合金融化，注入石墨圆柱腔体中；
[0044](10)
通过压机对铝液施加
20MPa
压力，使铝硅合金液进入到连续氧化铝纤维
/...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种连续氧化铝纤维增强铝基复合材料，其特征在于，包括铝硅合金骨架，所述铝硅合金骨架为熔融铝硅合金挤压入连续氧化铝纤维骨架中形成，所述连续氧化铝纤维骨架为单向编制刷涂有
β
‑
锂霞石粉末分散液的氧化铝纤维布铺层叠放而成
。2.
根据权利要求1所述连续氧化铝纤维增强铝基复合材料，其特征在于，所述
β
‑
锂霞石粉末分散液是将
β
‑
锂霞石粉末均匀的分散在磷酸二氢铝
‑
聚乙烯醇水溶液中形成，
β
‑
锂霞石粉末的重量百分比为
20
‑
80
％
。3.
根据权利要求1所述连续氧化铝纤维增强铝基复合材料，其特征在于，所述氧化铝纤维布铺层叠放时，每铺一层，氧化铝纤维布旋转
90
°
。4.
根据权利要求1所述连续氧化铝纤维增强铝基复合材料，其特征在于，所述
β
‑
锂霞石粉末分散液刷涂在氧化铝纤维布的上下表面
。5.
根据权利要求1所述连续氧化铝纤维增强铝基复合材料，其特征在于，所述氧化铝纤维布的编织密度为
100
‑
400g/m2，厚度为
0.2
‑
0.35mm。6.
根据权利要求1所述连续氧化铝纤维增强铝基复合材料，其特征在于，所述复合材料为板材
。7.
根据权利要求1所述连续氧化铝纤维增强铝基复合材料的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤一
、
将
β
‑
锂霞石粉末均匀分散在磷酸二氢铝
‑
聚乙烯醇水溶液中，以得到
β
‑
锂霞石粉末分散液；步骤二
、
将
β
‑
锂霞石粉末分散液刷涂在单向编织氧化铝纤维布的上...

【专利技术属性】
技术研发人员：李宗龙，许文强，
申请(专利权)人：安徽凯盛高精新材料有限公司，
类型：发明
国别省市：