【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及一种具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法。
技术介绍
1、铝基复合材料具有低密度、高比刚度、热膨胀系数可调等特点，以及具有良好的的导电、导热性能、热稳定性等诸多优点，在航空、航天等领域展现了广阔的应用前景。高体份(45～60％)碳化硅增强铝基复合材料由于具有极高的比刚度、比强度、与轴承钢匹配的热膨胀系数、良好的热导率和低的密度、良好耐磨性和较高的尺寸稳定性，已在空间光学遥感器和惯性导航系统的精密零件中广泛应用，因此要求材料必须具有较高的可靠性。
2、对于高体分碳化硅铝基复合材料，气孔、缩松与夹杂等缺陷对材料性能如强度和尺寸稳定性等有着重要影响，气孔、缩松等是铝基复合材料中常见的缺陷，其尺寸在微米至毫米级之间。因此开展无损检测研究将进一步提升对该新型材料缺陷的认识才能使其质量和可靠性得到保证。同时发展适用于碳化硅增强铝基复合材料的无损检测方法，对此种新型材料的优化设计、制备工艺优化、成品及服役期质量等具有重要意义。
3、由于高体份碳化硅增强铝基复合材料的碳化硅含量高达45～60％，其材料内部碳化硅-铝界面较多，且方向不一致，故而超声波在材料内部衰减较大，进而使得超声检测灵敏度较低。此外，高体份复合材料的声速变化范围较大，与市面上现有标准试样有一定差异，使用现有标准试样难以精确定位缺陷位置。
4、国内外采用预埋塑料薄膜、聚四氟乙烯或石墨纸等制备无损检测标样，但对于使用挤压浸渗工艺制备的铝基复合材料来说，预埋的缺陷在高温下会分解或碳化，同时，在高温条件下，铝与碳反应生成有害
技术实现思路
1、本专利技术为了解决现有方法制备的碳化硅增强铝基复合材料的无损检测标样难以精确定位缺陷位置或易产生不可控制的缺陷的问题，提供一种具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法。
2、本专利技术具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法按照以下步骤进行：
3、一、在钢模具的底部铺一层sic粉体，然后对sic粉体进行振动夯实得到坯体，在坯体的上表面放置若干缺陷材料，得到一层含有缺陷的预制体；以上一层含有缺陷的预制体为底，然后重复数次铺sic粉体、振动夯实和放置缺陷材料，并在最上层覆盖sic粉体并冷压，得到得到含有缺陷的预制体，将含有缺陷的预制体预热；
4、所述缺陷材料为不同粒径的gcr15钢珠；
5、二、将铝材料熔炼得到铝液；
6、所述熔炼工艺为：在温度为690～850℃的条件下熔炼2～8h，得到铝液；
7、三、采用压力浸渗的方法，将步骤二所得的铝液浇铸到盛有含有缺陷的预制体的模具中并进行压力浸渗，得到碳化硅体分数为40～55％的碳化硅增强铝基复合材料的无损检测标样；
8、所述浸渗工艺为：在压力为50～200mpa的条件下保压5～20min，空冷后，将材料脱模。
9、本专利技术的原理和有益效果：
10、1、本专利技术的无损检测标样工艺简单且易实现。制备的碳化硅增强铝基复合材料无损检测标样缺陷大小、位置与深度可根据需求进行设计，且制备的标样与无缺陷的产品的致密度、声速等指标保持一致性，可重复性好。能够用于根据缺陷材料与铝基复合材料的声速差异来体现缺陷的大小、形状等信息。本专利技术制备的碳化硅增强铝基复合材料无损检测标样中的模拟缺陷精确模拟复刻了复合材料中广泛存在的真实缺陷，为对材料性能具有重要影响的缺陷。
11、2、本专利技术的无损检测标样中缺陷的深度与大小可调控，采用gcr15钢珠便于精确定位缺陷位置，并且不会与铝反应生成其它不可控制的缺陷，能够应用于航空、航天等领域中碳化硅增强铝基复合材料缺陷的类型识别、缺陷大小的判定以及无损检测设备的标定。
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1.一种具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法，其特征在于：具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法按照以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法，其特征在于：步骤一所述振动夯实的工艺为：以10G的加速度下振动15次。
3.根据权利要求1所述的具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法，其特征在于：步骤一所述冷压的压力为100～350MPa。
4.根据权利要求1所述的具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法，其特征在于：步骤一所述预热工艺为：在550～680℃的条件下保温2～6h。
5.根据权利要求1所述的具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法，其特征在于：步骤一所述SiC粉和钢珠在放置在钢模具内之前进行干燥处理。
6.根据权利要求1所述的具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法，其特征在于：步骤二所述铝材料为1xxx系铝合金、2xxx系铝合金、3xxx系铝合金、4xxx系铝合金、5xxx系铝合金或6xxx系铝合金。
<...【技术特征摘要】
1.一种具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法，其特征在于：具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法按照以下步骤进行：
2.根据权利要求1所述的具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法，其特征在于：步骤一所述振动夯实的工艺为：以10g的加速度下振动15次。
3.根据权利要求1所述的具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法，其特征在于：步骤一所述冷压的压力为100～350mpa。
4.根据权利要求1所述的具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法，其特征在于：步骤一所述预热工艺为：在550～680℃的条件下保温2～6h。
5.根据权利要求1所述的具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制备方法，其特征在于：步骤一所述sic粉和钢珠在放置在钢模具内之前进行干燥处理。
6.根据权利要求1所述的具有预制缺陷的铝基复合材料无损检测标样的制...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈国钦，杜虹宾，王平平，修子扬，赵旗旗，马媛媛，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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