【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于航空航天减隔振领域，具体涉及一种近连续功能梯度铝基复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、高精高稳航天器迅速发展，对结构技术提出了新挑战。在高分辨率遥感卫星在空间对地观测领域，卫星观测数据高时间分辨率、高空间分辨率和高稳定性的要求不断提升；大型空间天线需要保证平板sar天线精度，数十米的可展开平板天线，在全寿命周期内的平面度要求在毫米量级。如何在空间复杂热、力环境下保持结构精度与稳定性是一个重要的问题。
2、在空间复杂的热、力环境下由于平板受热不均，轨道进出阴影，导致大尺寸基板发生变形，因此如何控制变形、提高精度是一大研究热点；目前，主要通过引入温控系统使用加热器、表贴导热材料、多层隔热组件、热管、热控涂层等措施，但因此会带来重量大、可靠性低、精度低和功耗高等问题。
3、隔振器是一种常用的弹性元件，传统的线性隔振器往往采用对振动源头和振动传播路径进行限制，用来隔绝设备振动产生传递到精密装置的振动力以及减小设备震动传递到精密装置的振动力，在一般情况而言可以起到减少振动的作用。由隔振理论可知，只有当系统受到的激励频率与系统的固有频率的比值大于1.414倍时，系统才有隔振效果。可通过提高机械设备的质量或减小隔振器的刚度以减小系统的固有频率，由于待隔振的机械设备质量一般为定值，所以一般通过降低隔振器刚度来减小振动传递率，而隔振器刚度过低又会造成承载力不足的问题。在太空复杂的热力环境下，低刚度无疑给装置的结构稳定性带来巨大隐患。因此针对低频隔振，设计一种近连续功能梯度铝基复合材料来解决传统隔振器无法实现
技术实现思路
1、本专利技术是要解决针对低频隔振，传统隔振器无法实现“高静低动”的力学特性的问题。而提供一种近连续功能梯度铝基复合材料及其制备方法。
2、一种近连续功能梯度铝基复合材料由b4c陶瓷颗粒和含铝材料组成；沿近连续功能梯度铝基复合材料长度方向设计b4c陶瓷颗粒不同体积分数跨度的近连续梯度分布；所述近连续功能梯度铝基复合材料的长度为280～310mm，沿长度方向每10～30mm长度为一个跨度单元，每个跨度单元对应一种b4c体积分数。
3、一种近连续功能梯度铝基复合材料的制备方法具体按以下步骤进行：
4、一、按设计的近连续梯度分布曲线配制多组不同体积分数的b4c陶瓷颗粒和含铝材料混合粉体；
5、二、将配制的多组不同体积分数的b4c陶瓷颗粒和含铝材料混合粉体按照设计的近连续梯度分布曲线铺陈于预制的3d打印模具中形成预制粉体层；
6、三、将预制粉体层振实，得到待冷压坯料；
7、四、将待冷压坯料在压力为5～150mpa的条件下冷压成坯，然后连同模具放入电炉中，在温度为500～700℃的条件下保温2～6h，得到材料预制体；
8、五、将含铝材料在温度为700～900℃条件下熔炼2～6h，得到含铝熔液；
9、六、采用压力浸渗将含铝熔液浇注并加压浸渗到材料预制体的间隙中，在压力为30～250mpa的条件下保压5～30min后直接脱模，得到近连续功能梯度b4c/al复合材料。
10、本专利技术的有益效果：
11、本专利技术通过碳化硼陶瓷颗粒和含铝材料来制备近连续功能梯度材料，使得功能梯度复合材料中的碳化硼的体积分数沿着长度方向由一侧向另一侧发生近连续变化，同时材料的基础物理性能(弹性模量)也沿着长度方向也发生近连续变化，可以适应不同环境，具有特殊功能，针对低频隔振，传统隔振器无法实现“高静低动”的力学特性，即高静刚度和低动刚度的问题。fgms的优异可设计性，使其成为解决卫星大尺寸基板发生变形的研究思路之一，即用材料成分和性能的梯度调控实现温度场和热变形的调控。
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1.一种近连续功能梯度铝基复合材料，其特征在于近连续功能梯度铝基复合材料由B4C陶瓷颗粒和含铝材料组成；沿近连续功能梯度铝基复合材料长度方向设计B4C陶瓷颗粒不同体积分数跨度的近连续梯度分布；所述近连续功能梯度铝基复合材料的长度为280～310mm，沿长度方向每10～30mm长度为一个跨度单元，每个跨度单元对应一种B4C体积分数。
2.根据权利要求1所述的一种近连续功能梯度铝基复合材料，其特征在于所述近连续梯度分布曲线呈近V型、近U型或近W型。
3.根据权利要求1所述的一种近连续功能梯度铝基复合材料，其特征在于所述含铝材料为铝或铝合金，所述铝合金为1xxx系铝合金、2xxx系铝合金、3xxx系铝合金、4xxx系铝合金、5xxx系铝合金、6xxx系铝合金或7xxx系铝合金。
4.根据权利要求1所述的一种近连续功能梯度铝基复合材料，其特征在于所述B4C陶瓷颗粒的堆积密度为45～60％；所述跨度单元中B4C陶瓷颗粒的体积分数范围为0～75％。
5.根据权利要求4所述的一种近连续功能梯度铝基复合材料，其特征在于所述跨度单元中B4C陶瓷颗粒的
6.根据权利要求1所述的一种近连续功能梯度铝基复合材料，其特征在于所述近连续功能梯度铝基复合材料的宽度为9～12mm、高度为8～11mm。
7.一种近连续功能梯度铝基复合材料的制备方法，其特征在于近连续功能梯度铝基复合材料的制备方法具体按以下步骤进行：
8.根据权利要求7所述的一种近连续功能梯度铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤二所述预制的3D打印模具长度为270～320mm。
9.根据权利要求7所述的一种近连续功能梯度铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤四中将待冷压坯料在压力为15～35MPa的条件下冷压成坯。
10.根据权利要求7所述的一种近连续功能梯度铝基复合材料的制备方法，其特征在于步骤六中在压力为200MPa的条件下保压20min后直接脱模。
...【技术特征摘要】
1.一种近连续功能梯度铝基复合材料，其特征在于近连续功能梯度铝基复合材料由b4c陶瓷颗粒和含铝材料组成；沿近连续功能梯度铝基复合材料长度方向设计b4c陶瓷颗粒不同体积分数跨度的近连续梯度分布；所述近连续功能梯度铝基复合材料的长度为280～310mm，沿长度方向每10～30mm长度为一个跨度单元，每个跨度单元对应一种b4c体积分数。
2.根据权利要求1所述的一种近连续功能梯度铝基复合材料，其特征在于所述近连续梯度分布曲线呈近v型、近u型或近w型。
3.根据权利要求1所述的一种近连续功能梯度铝基复合材料，其特征在于所述含铝材料为铝或铝合金，所述铝合金为1xxx系铝合金、2xxx系铝合金、3xxx系铝合金、4xxx系铝合金、5xxx系铝合金、6xxx系铝合金或7xxx系铝合金。
4.根据权利要求1所述的一种近连续功能梯度铝基复合材料，其特征在于所述b4c陶瓷颗粒的堆积密度为45～60％；所述跨度单元中b4c陶瓷颗粒的体积分数范围为0...
【专利技术属性】
技术研发人员：晁振龙，孙宇，李思昀，姜龙涛，陈国钦，高文杰，杜善琦，韩秉卓，葛佳辉，罗湉，武高辉，
申请(专利权)人：哈尔滨工业大学，
类型：发明
国别省市：
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