一种制备苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料的方法技术

本发明专利技术公开的一种制备苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料的方法，首先对苎麻纤维进行前处理；接着，将前处理后的苎麻纤维采用真空-压力浸渗方式浸入质量浓度为15%的Al（OH）3氢氧化物水溶液中，干燥，反复操作，使氢氧化物与苎麻纤维达到重量比为5：4～6，得到苎麻/Al（OH）3前躯体；然后，将苎麻/Al（OH）3前躯体进行有氧烧结及退火，得到苎麻形态多孔Al2O3陶瓷预制体；最后，在真空压力浸渗装置中，将铝合金渗入苎麻形态多孔Al2O3陶瓷预制体。本发明专利技术方法制备得到的苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料具有质轻，消振、吸音和减摩耐磨性好的特点，并可以降低热膨胀系数和密度，具有广阔的应用前景。

【技术实现步骤摘要】
一种制备苎麻形态Al₂O₃陶瓷/Al基复合材料的方法
本专利技术属于复合材料制备
，涉及一种生态陶瓷/金属基复合材料的制备方法，具体涉及一种制备苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料的方法。
技术介绍
目前，公知的生态陶瓷/金属基复合材料的技术有1.文章《高阻尼木质陶瓷/ MB15复合材料的制备及性能分析》(复合材料学报[J]，2003，20(l):8 11);2.文章《遗态材料的研究理念和研究进展》(材料导报[J]，2006，10 5 7);3.文章《网络互穿结构复合材料的研究进展》(功能材料[J]，2002，33(l):22 25);4.文章《具有网络互穿结构的木质陶瓷复合材料》(材料研究学报[J]，2002，16 :259 沈2);5.专利名称《生态陶瓷/金属复合材料的制备方法》，申请号:02137503. 8，公开号:CN1403620,公开日:2003. 03. 19 ；6.专利名称《麻纤维遗态结构C/Sn或C/A1复合材料的制备方法》，申请号200810231642. 7， 公开号:CN101381855，公开日:2009.3. 11 ；7.专利名称《麻纤维织物结构遗态C/金属复合材料的制备方法》，申请号:201010301408. 4，公开号:CN101838782,公开日:2010. 9. 22。以上公开的技术主要是涉及木材、竹子、麻纤维和烟杆等天然植物遗态结构制备生物形态C陶瓷/金属复合材料，这类材料中的C陶瓷组分具有润滑和减震作用，但没有强化作用，从而使生物形态C陶瓷/金属复合材料的耐磨性较差，难以工业应用。另外，以上没有涉及利用苎麻纤维遗态结构制备苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种制备苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料的方法，解决了现有生物形态C陶瓷/金属复合材料的力学强度和耐磨性较差的问题。本专利技术所采用的技术方案是，一种制备苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料的方法，具体按照以下步骤实施步骤1 对苎麻纤维进行前处理；步骤2 将步骤1得到的前处理后的苎麻纤维采用真空-压力浸渗方式浸入质量浓度为15%的Al (OH)3氢氧化物水溶液中，取出干燥，反复操作，使Al (0!03氢氧化物与苎麻纤维达到重量比为5 4 6，得到苎麻/Al (OH) 3前躯体；步骤3 将步骤2得到的苎麻/Al (OH)3前躯体进行有氧烧结及退火，得到苎麻形态多孔Al2O3陶瓷预制体；步骤4 在真空压力浸渗装置中，将铝合金渗入步骤3得到的苎麻形态多孔Al2O3陶瓷预制体，铝合金与多孔Al2O3陶瓷预制体的体积比为5 4,制备得到本专利技术苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料。本专利技术的特点还在于，其中步骤1中的前处理，包括水洗、打纤、脱胶及碱处理，所述的脱胶采用完全脱胶或不完全脱胶，所述的碱处理是将苎麻纤维在质量浓度为5% 25%的NaOH水溶液中浸泡IOh 30h，再用水洗涤至中性，60 105°C干燥2 4h。其中步骤2中的Al (OH)3氢氧化物水溶液，具体按照以下步骤制备而成按照体积比为100 :1 3称取摩尔浓度为0. 25mol/L的Al2 (SO4) 3水溶液和氨水，在Al2 (SO4) 3 水溶液滴加氨水化学共沉淀制备得到Al (OH)3纳米氢氧化物，将Al (OH)3纳米氢氧化物溶于水得到质量浓度为15%的Al (OH)3氢氧化物水溶液。其中步骤3中的有氧烧结及退火，具体按照以下步骤实施将步骤2得到的苎麻/ Al (OH) 3前躯体放入气氛炉，设置温度为800 120(TC，保温烧结0. 5 2h，再经100 250°C退火2 4h。其中步骤4中，设置真空压力浸渗装置中的温度为750 800°C，压力为4 5MPa。本专利技术的有益效果是，1、通过苎麻纤维前处理实现化学成分和微观结构调控，苎麻纤维经前处理后分别是苎麻纤维的原麻、碱处理麻和精干麻。2、利用浸渍工艺优化方案改善溶液-苎麻浸渍均勻性，提高溶胶浸渍率。3、经高温有氧煅烧工艺获得一种苎麻形态多孔Al2O3陶瓷预制体。4、经真空压力浸渗铝合金获得苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料。本专利技术基于苎麻纤维遗态结构，提供一种具有苎麻纤维遗态结构的Al2O3陶瓷/Al 基复合材料的制备方法。本专利技术方法制备得到的苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料具有质轻，消振、吸音和减摩耐磨性好的特点，并可以降低热膨胀系数和密度，具有广阔的应用前景。具体实施方式下面结合具体实施方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术制备苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料的方法，具体按照以下步骤实施 步骤1 对苎麻纤维进行前处理，包括水洗、打纤、脱胶及碱处理，苎麻纤维包括苎麻纤维的原麻、碱处理麻和精干麻。脱胶采用完全脱胶或不完全脱胶，均采用现有常规纺织用麻脱胶工艺。碱处理是将天然苎麻纤维在浓度为5wt% 25wt%的NaOH水溶液中浸泡IOh 30h，再用水洗涤至中性(pH = 7)，60 105°C干燥2 4h。步骤2 纳米氢氧化物的制备和真空-压力浸渍按照体积比为100 :1 3称取摩尔浓度为0. 25mol/L的Al2 (SO4) 3水溶液和氨水，在Al2 (SO4) 3水溶液滴加氨水化学共沉淀制备得到Al (OH) 3纳米氢氧化物。将步骤1得到的前处理后的苎麻纤维采用真空-压力浸渗方式浸入质量浓度为15%氢氧化物水溶液中，取出干燥。反复操作，使氢氧化物与苎麻纤维达到重量比为5 :4 6，获得苎麻/Al (OH) 3前躯体。步骤3 有氧烧结及退火，将步骤2得到的苎麻/Al (OH) 3前躯体放入气氛炉，经 800 1200°C，保温0. 5 2h烧结。取出后，再经100 250°C退火2 4h，制备得到苎麻形态多孔Al2O3陶瓷预制体。步骤4 真空压力浸渗制备苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料在真空压力浸渗装置中，750 800°C，4 5MPa压力下将铝合金渗入步骤3得到的苎麻形态多孔Al2O3陶瓷预制体，铝合金与多孔Al2O3陶瓷预制体的体积比为5 :4，制备得到本专利技术苎麻形态Al2O3 陶瓷/Al基复合材料。实施例1原麻剪切至5 IOmm长，放入20wt%Na0H水溶液浸泡Mh，水洗至pH呈中性(pH = 7)， 85°C真空干燥池备用；利用Al2 (SO4)3水溶液滴加氨水化学共沉淀制备纳米Al (OH)30 将麻纤维浸入纳米Al (OH)3水溶液中，Ih后取出85°C干燥池。经反复操作，使Al2O3与原麻重量比为5 :4。将浸渍干燥后的原麻/Al (OH)3前躯体放入气氛炉，经800°C，保温池烧结，再经150°C退火2h。在真空压力浸渗装置中，750°C，5MI^压力下将铝合金渗入苎麻形态多孔Al2O3，铝合金与多孔Al2O3陶瓷预制体的体积比为5 :4，获得具有麻纤维遗态结构的 Al2O3陶瓷/Al基复合材料。实施例2碱处理麻剪切至5 IOmm长，放入20wt%Na0H水溶液浸泡Mh，水洗至pH呈中性(pH = 7)，85°C真空干燥池备用；利用Al2 (SO4)3水溶液滴加氨水化学共沉淀制备纳米Al (OH本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种制备苎麻形态Ａｌ２Ｏ３陶瓷／Ａｌ基复合材料的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤１：对苎麻纤维进行前处理；步骤２：将步骤１得到的前处理后的苎麻纤维采用真空－压力浸渗方式浸入质量浓度为１５％的Ａｌ（ＯＨ）３氢氧化物水溶液中，取出干燥，反复操作，使Ａｌ（ＯＨ）３氢氧化物与苎麻纤维达到重量比为５：４～６，得到苎麻／Ａｌ（ＯＨ）３前躯体；步骤３：将步骤２得到的苎麻／Ａｌ（ＯＨ）３前躯体进行有氧烧结及退火，得到苎麻形态多孔Ａｌ２Ｏ３陶瓷预制体；步骤４：在真空压力浸渗装置中，将铝合金渗入步骤３得到的苎麻形态多孔Ａｌ２Ｏ３陶瓷预制体，铝合金与多孔Ａｌ２Ｏ３陶瓷预制体的体积比为５　：４，制备得到本专利技术苎麻形态Ａｌ２Ｏ３陶瓷／Ａｌ基复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种制备苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料的方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施步骤1 对苎麻纤维进行前处理；步骤2 将步骤1得到的前处理后的苎麻纤维采用真空-压力浸渗方式浸入质量浓度为15%的Al (OH)3氢氧化物水溶液中，取出干燥，反复操作，使Al (0!03氢氧化物与苎麻纤维达到重量比为5 4 6，得到苎麻/Al (OH) 3前躯体；步骤3 将步骤2得到的苎麻/Al (OH)3前躯体进行有氧烧结及退火，得到苎麻形态多孔Al2O3陶瓷预制体；步骤4 在真空压力浸渗装置中，将铝合金渗入步骤3得到的苎麻形态多孔Al2O3陶瓷预制体，铝合金与多孔Al2O3陶瓷预制体的体积比为5 4,制备得到本发明苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料。2.根据权利要求1所述的制备苎麻形态Al2O3陶瓷/Al基复合材料的方法，其特征在于，所述的步骤1中的前处理，包括水洗、打纤、脱胶及碱处理，所述的脱胶采用完全脱胶或不完全脱胶，所述的碱处理是将苎麻纤维在质量浓度为5% 25%的NaOH水溶液中浸泡 IOh 30h，再用水洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺辛亥，王俊勃，刘江南，杨敏鸽，付翀，徐洁，苏晓磊，胡新煜，齐乐华，姜凤阳，
申请(专利权)人：西安工程大学，
类型：发明
国别省市：87