一种多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN114806516A(43)申请公布日2022.07.29(21)申请号202210410206.6(22)申请日2022.04.19(71)申请人西安交通大学地址710049陕西省西安市咸宁西路28号(72)发明人王红洁王泽铭苏磊彭康戴志伟(74)专利代理机构西安通大专利代理有限责任公司61200专利代理师范巍(51)Int.Cl.C09K5/16(2006.01)权利要求书1页说明书4页附图2页(54)发明名称一种多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料及其制备方法，该复合材料中，以体积分数计，硝酸盐的装载量为8.58％～47.7％，多孔金属的体积分数为52.3％～91.42％，多孔金属中有57.2％～95.4％的孔隙被硝酸盐填充。本发明所制备的多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料可以根据外界热流密度的不同利用不同的冷却机理对基体材料实现一定程度的“智能冷却”，同时其制备方法简单且制备过程中硝酸盐不会对炉体产生污染，具有良好的应用前景及使用价值。CN114806516ACN114806516A权利要求书1/1页1.一种多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料，其特征在于，该复合材料中，以体积分数计，硝酸盐的装载量为8.58％～47.7％，多孔金属的体积分数为52.3％～91.42％，多孔金属中有57.2％～95.4％的孔隙被硝酸盐填充。2.根据权利要求1所述的多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料，其特征在于，多孔金属的孔隙率为15％～50％。3.根据权利要求1所述的多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料，其特征在于，所述硝酸盐包括硝酸钾、硝酸锂和硝酸钠中的一种或几种。4.根据权利要求1所述的多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料，其特征在于，所述多孔金属选自多孔钛合金、多孔铝合金或多孔不锈钢。5.根据权利要求1所述的多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料，其特征在于，该复合材料的密度为3.61g/cm3～3.72g/cm3。6.根据权利要求1所述的多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料，其特征在于，在小于75kW/m2的热流密度下，1cm3的复合材料能够吸收347.39J的热量；在75kW/m2～200kW/m2的热流密度下，1cm3的复合材料能够吸收3217.33J的热量。7.权利要求1～6中任意一项所述的多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料的制备方法，其特征在于，采用真空封管包埋熔渗法，包括：将多孔金属埋入硝酸盐粉末并封于石英管中，用离子泵对石英管进行抽真空后处理后密封，之后将石英管置于空气炉中加热，使熔融无机盐在毛细管力的作用下渗入多孔金属的孔隙中，制得多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料。8.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，抽真空处理使石英管中的真空度达到4×10‑4Pa。9.根据权利要求7所述的制备方法，其特征在于，将石英管置于空气炉中加热至所选择的硝酸盐的熔点以上50℃并保温至少5h。2CN114806516A说明书1/4页一种多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明属于自发汗复合材料制备技术领域，具体涉及一种多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料及其制备方法。背景技术[0002]近年来，冷却效率较高、可实现“智能冷却”的自发汗冷却技术受到了广泛的研究和关注。多孔轻金属合金由于其密度低、比强度高、焊接及机加工性能好等优点，是自发汗冷却复合材料理想的基体材料，有望在未来代替难熔金属基体及无机非金属基体。[0003]由于多孔轻金属合金使用温度一般较低，因此相变或分解温度适宜、相变潜热或分解焓高的无机盐成为了多孔轻金属合金较为合适的冷却工质。无机盐冷却工质根据其工作原理可主要分为熔化吸热类无机盐冷却工质及化学反应分解吸热类无机盐冷却工质。熔化吸热类无机盐冷却工质的特点为其在加热时熔化，冷却后凝固，因此可循环使用，但由于熔化过程为物理变化，一般潜热较低，在热流密度较高时冷却效果较差。化学反应分解吸热类无机盐冷却工质通过分解吸热对基体起到冷却的效果，因此其潜热较高，冷却效果较好，但由于无机盐在加热时发生化学分解，因此无法进行重复使用，当外界热流密度较低时，会造成冷却工质的浪费。发明内容[0004]为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料及其制备方法，能够有效解决复合材料制备时温度不匹配导致冷却工质无法合理填充于基体中的技术难题。[0005]为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：[0006]本发明公开了一种多孔金属装载硝酸盐自发汗复合材料，该复合材料中，以体积分数计，硝酸盐的装载量为8.58％～47.7％，多孔金属的体积分数为52.3％～91.42％，多孔