一种钛纤维多孔材料的制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局*CN103352133A*(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CNCN103352133103352133A(43)申请公布日2013.10.16(21)申请号201310240832.6(22)申请日2013.06.17(71)申请人西安建筑科技大学地址710055陕西省西安市雁塔路13号(72)发明人刘世锋奚正平汤慧萍杨鑫张朝晖(74)专利代理机构西安恒泰知识产权代理事务所61216代理人李婷(51)Int.Cl.C22C1/08(2006.01)C22C14/00(2006.01)权权利要求书1页利要求书1页说明书6页说明书6页附图5页附图5页(54)发明名称一种钛纤维多孔材料的制备方法(57)摘要一种钛纤维多孔材料的制备方法。本发明公开了本发明提出了一种利用钛丝拉拔成纤维状，经过编织、加压成型后制成一种具有纤维直径、孔隙率可控的钛纤维多孔材料的制备方法。材料制备后，经过酸洗去除钛纤维多孔材料表面的氧化物，然后经过真空烧结炉进行高温烧结。通过采用本发明的方法，获得一种烧结钛纤维多孔材料，钛纤维多孔材料各项性能大幅提高，为实现产品工业化提供了重要的依据。CN103352133ACN10352ACN103352133A权利要求书1/1页1.一种钛纤维多孔材料的制备方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：（a）钛丝经过水箱拉丝机单丝拉拔，并对钛丝进行两次应力退火，使钛丝拉拔成120-70μm纤维状；（b）将拉拔成纤维状的钛丝按照金属丝编织方法将其编织成钛纤维网；（c）将钛纤维网剪切成大小不一的钛纤维网块，并将不同大小的钛纤维网块均匀混合，根据钛纤维孔隙率与钛纤维网块质量、钛纤维网块体积之间的关系，即P＝1-m/Vρs(1)公式（1）中，P为多孔材料的孔隙度，m为钛纤维网块试样质量；V为钛纤维网块试样体积；ρs为多孔体对应致密固体材料的密度；结合试样模具的体积，计算得到获得目标孔隙率值所需要钛纤维网块的质量，根据计算得到的所需要钛纤维网块的质量称量一定的块状钛纤维网块填装至试样模具中；（d）使用压力机，压力在100-200MPa范围内加压，压制得到孔隙率不同的钛纤维多孔毛坯材料；（e）将钛纤维多孔毛坯材料依次经过酸洗液酸洗、无水酒精浸泡超声波清洗以及烘干后，将烘干后的钛纤维多孔毛坯材料置于1000℃～1250℃的高温真空烧结炉中进行烧结，持续保温1-4小时，然后退火，随炉缓慢冷却1小时，使得炉内温度降至650℃，得到钛纤维多孔材料。2.如权利要求1所述的钛纤维多孔材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤（b）中的金属丝编织方法为平纹编织方法，斜纹编织方法，平纹荷兰编织方法，斜纹荷兰编织方法或者反向荷兰编织方法。3.如权利要求1所述的钛纤维多孔材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤（e）中的酸洗液是按照质量百分比硝酸：氢氟酸=1：2混合配置而成。2CN103352133A说明书1/6页一种钛纤维多孔材料的制备方法技术领域[0001]本发明属于金属多孔材料领域，主要涉及一种钛纤维多孔材料的制备方法。背景技术[0002]烧结金属多孔材料具有贯通孔道的一类金属材料，它既具有金属的固有特性，如导电、导热、可塑性、可焊性等，又由于孔径与孔径分布，孔隙度可任意控制而具有一系列功能特性，如高渗透性、高比表面积、能量吸收、毛细现象、阻火与隔热等，在工业上广泛用于过滤与分离、流体分布、消音、抗震、表面燃烧、阻火、热交换、热管、催化剂载体、离化、自润滑、发汗及生物植入体等。钛及钛合金具有优良的抗腐蚀、比强度高等特性。由结点、孔隙和纤维骨架三要素构成的微结构是纤维多孔材料结构功能一体化与多样化的基础，其形成过程与原料特性、成形与烧结工艺密切相关，涉及纺织科学、多相流动力学、材料科学和物理冶金等众多学科。[0003]纤维多孔材料集中了很多优点：高的孔隙率，无死点，高的透气性，大的表面积，性质稳定，在动静状态中高的承载能力，宽的工作温度，简单的加工工艺，极好的弹性，好的阻尼效果，具有吸收冲击能量的能力，耐高温，耐低温，污染油难进入，老化慢等。因为这些综合的性能，这种材料可以在残酷的条件下使用，比如火箭发动机上阻尼震动的管道，飞行器上的隔振装置，导弹惯性平台上的阻尼振动。[0004]由结点、孔隙和纤维骨架三要素构成的微结构是金属纤维多孔材料结构功能一体化与多样化的基础，其形成过程与纤维原料特性、成形与烧结工艺密切相关，涉及纺织科学、多相流动力学、材料科学和物理冶金等众多学科。然而，至今为止，金属纤维多孔材料的相关基础研究非常薄弱，现有的研究仅仅停留于局部技术层面，如成形过程借用无纺布生产中的气流铺毡技术，实际上，烧结过程、成形时金属纤维的丝径、长径比、表面状态、弹柔性等与纺织用的棉、麻或其它有机合成纤维存