一种泡沫金属复合材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN105779806A(43)申请公布日2016.07.20(21)申请号201610235264.4C22C18/00(2006.01)(22)申请日2016.04.14(71)申请人河北工业大学地址300130天津市红桥区丁字沽光荣道8号河北工业大学330#(72)发明人夏兴川张赞王晶赵维民丁俭宋开红邱传荣姜庆费鹏扬(74)专利代理机构天津翰林知识产权代理事务所(普通合伙)12210代理人赵凤英(51)Int.Cl.C22C1/08(2006.01)C22C21/00(2006.01)C22C23/00(2006.01)权利要求书2页说明书5页附图2页(54)发明名称一种泡沫金属复合材料的制备方法(57)摘要本发明为一种泡沫金属复合材料的制备方法。该方法包括以下步骤：1）将金属锭切割成厚度相同的金属片；2）将碳纳米管和第一步预处理金属成分相同的金属粉混合，然后在行星式球磨机上球磨0.5～6h，得到混合粉末；3）坩埚底部加入一片金属片，再均匀加入一层混合粉末，如此一片金属片，一层混合粉末循环添加，最上部是金属片；然后将坩埚放入电阻炉熔炼；4）添加增粘剂；5）添加发泡剂；6）将坩埚取出并冷却，获得含碳纳米管的闭孔泡沫金属复合材料。本发明实现了碳纳米管在泡沫金属中的均匀分散，压缩性能和能量吸收能力得到明显提高。CN105779806ACN105779806A权利要求书1/2页1.一种泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为包括以下步骤：1）预处理：采用线切割机将金属锭切割成厚度、形状相同的金属片，作为金属基体，所述的厚度为5～12mm；2）球磨：将碳纳米管和第一步预处理金属成分相同的金属粉混合，然后在行星式球磨机上球磨0.5～6h，得到混合粉末；其中，球料质量比为5∶1～20∶1；质量比碳纳米管∶金属粉=1∶5～20；3）熔炼：采用控制柜将电阻炉升温至步骤1）中金属熔点以上20～100℃，将熔炼坩埚在电阻炉内预热3～10min，然后提出坩埚，并在坩埚内壁喷涂脱模剂；随后，在底部加入一片金属片，再均匀加入一层混合粉末，继续加入一片金属片，再加入一层混合粉末，如此一片金属片，一层混合粉末循环添加，最上部是金属片；然后将坩埚放入电阻炉熔炼，待金属片完全熔化并保温5～30min；其中，碳纳米管的添加总量为金属基体质量分数的0.5%～6%，并且每一层的混合粉末质量相同；4）增粘：采用控制柜将搅拌桨放入距离坩埚底部1～10mm处，预热3～15min，然后在坩埚内添加增粘剂同时以200～800r/min的速度搅拌4～15min；所述的增粘剂为金属钙颗粒、陶瓷颗粒或氧化物颗粒；添加量为金属基体质量的0.5%～5%；所述的氧化物为Al2O3；5）发泡：在坩埚内添加发泡剂，同时以800～1500r/min的速度搅拌10～120s，随后采用控制柜提出搅拌桨，并将混合物在电阻炉内保温30～200s；所述的发泡剂为氢化钛粉末或碳酸钙粉末，添加量为金属基体质量分数的0.4%～3%；6）冷却：将坩埚取出并冷却，获得含碳纳米管的泡沫金属复合材料。2.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述的步骤2）中球磨过程，采用的研磨球直径为3～10mm，球磨速度为100～500r/min。3.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述的步骤6）中冷却过程为空冷、风冷或水冷。4.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述碳纳米管为单壁、多壁碳纳米管或金属包覆碳纳米管。5.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述步骤1）中的金属为铝、镁或锌。6.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述的脱模剂为氧化锆溶液，浓度为每100ml水含10g氧化锆，喷涂量为每1平方米坩埚内壁喷涂500～900ml氧化锆溶液。7.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述的步骤3）、4）和5）2CN105779806A权利要求书2/2页中是在保护气体氛围内进行，所述的保护气体为氮气、氩气或六氟化硫和二氧化碳的混合气体。8.如权利要求1所述的泡沫金属复合材料的制备方法，其特征为所述的步骤1）中的金属片的形状优选为圆形，金属片直径小于坩埚直径1～5mm。3CN105779806A说明书1/5页一种泡沫金属复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于泡沫金属材料的制备领域，特别是一种闭孔泡沫金属复合材料的制备方法。背景技术[0002]闭孔泡沫金属是一种在金属基体内存在随机分布孔洞的新型材料，兼有金属和气体的特性。由于闭孔泡沫金属具有密度小、比强度和比刚度高、吸能效果优良、隔音性能好、电磁屏蔽性高、耐候性强以及回收性能好等特性，使其在