本發(fā)明涉及一種泡沫鋁的制備方法，具體的涉及一種三維空間有序孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁的制備方法。

背景技術(shù)：
泡沫鋁是一種新型的輕質(zhì)結(jié)構(gòu)功能材料，具有高比剛度、高比強度，優(yōu)異的抗沖擊性能、高能量吸收性能，同時還具有隔熱、隔音、吸聲、電磁屏蔽等功能，并且成本低，可循環(huán)利用，無毒害作用，是一種經(jīng)濟環(huán)保材料。泡沫鋁可廣泛應用于汽車工業(yè)、航空航天、建筑工業(yè)和鐵路運輸?shù)鹊阮I域，在金屬電極、吸附材料、消音材料、阻火器、水凈化和熱交換材料等領域也得到了廣泛的應用，它在新材料領域占有不可取代的地位。常用的泡沫鋁制備方法很多，應用最廣泛的是鑄造法和粉末冶金的方法。但是現(xiàn)有的泡沫鋁制備方法不能任意控制和調(diào)整結(jié)構(gòu)參數(shù)，孔隙率、孔結(jié)構(gòu)的均勻性和連通性也較差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：
本發(fā)明提供一種三維空間有序孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁的制備方法，這種三維空間有序的孔結(jié)構(gòu)是以空間點陣中的體心立方晶胞為基礎，該方法對孔結(jié)構(gòu)、孔隙率可以任意控制和調(diào)整，可以保證孔結(jié)構(gòu)的均勻一致。其中，該制備方法包含以下幾個步驟：步驟一、將鋁合金在真空氛圍下加熱到一定溫度進行熔化；步驟二、將石墨顆粒和瀝青、硅烷偶聯(lián)劑、復合多元胺固化劑按照一定的比例混合均勻，獲得3D打印的粉體；步驟三、利用3D打印激光燒結(jié)步驟二的粉體，獲得三維空間網(wǎng)絡有序結(jié)構(gòu)的石墨骨架；步驟四、獲得三維空間網(wǎng)絡有序結(jié)構(gòu)的石墨骨架進行石墨化處理，將石墨化后的石墨骨架放在模具中，再將鋁合金液直接澆注到石墨骨架上，獲得鋁和石墨的復合材料；步驟五、將鋁和石墨的復合材料放在氧氣氛圍下進行多次氧化燒損，每次燒損后進行超聲波清洗，即可制備出三維空間有序孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁。所述步驟一的鋁合金應包含2~3%的鎂，余量為鋁，保證該鋁合金的固相線溫度高于600℃。所述步驟一的鋁塊和鎂塊在真空爐中熔化成合金液，熔化合金液的溫度為690±10℃，其中鋁塊和鎂塊的純度大于99.5%。所述步驟二的石墨顆粒采用天然鱗片石墨，過200目篩。所述步驟二的3D打印粉體由石墨顆粒和粘接粉組成，其中粘接粉由瀝青、固化劑和偶聯(lián)劑按照一定的比例制成，粘接粉占3D打印粉體的比重為20~50%。所述步驟二中的硅烷偶聯(lián)劑占粘接劑的0.5~1.5%，復合多元氨固化劑占粘接劑的10~30%。所述步驟三的三維有序結(jié)構(gòu)的石墨骨架直徑為1~5mm。所述步驟四將合金液直接澆注到石墨骨架上，制備出石墨/鋁復合材料。所述步驟五種將石墨/鋁復合材料進行三次氧化燒損，氧氣的流量100~200ml/min，氧化溫度為525~575℃，氧化時間2~5h。所述步驟五中對每次氧化后的復合材料進行超聲清洗。本發(fā)明具有如下有益效果：通過本發(fā)明的步驟制備出的泡沫鋁孔徑可在1~5mm范圍內(nèi)可調(diào)，孔徑均勻一致，并通過對三維空間有序結(jié)構(gòu)的設計，可以控制和調(diào)整孔隙率，孔隙率可在50%~95%范圍內(nèi)調(diào)整。另外，該方法制備的泡沫鋁的孔是在三維空間有序分布的，通過控制這種有序結(jié)構(gòu)，使泡沫鋁獲得優(yōu)良的壓縮性能，應力-應變曲線表現(xiàn)出彈性變形階段，明顯的塑性屈服平臺段，以及致密段，表明具有良好的吸能特性，可以作為一種具有吸能性能的輕質(zhì)材料。附圖說明下面結(jié)合附圖對本發(fā)明進一步的說明：圖1為實施例一石墨骨架一示意圖。圖2為實施例二石墨骨架二示意圖。圖3為實施例一石墨骨架一制備三維空間有序孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁示意圖。圖4為實施例二石墨骨架二制備三維空間有序孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁示意圖。具體實施方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明做進一步說明。實施例一步驟一、鋁塊和鎂塊按Al-2.5Mg的比例在真空爐中熔化成合金液，熔化溫度為690℃，其中鋁塊和鎂塊的純度大于99.5%。步驟二、將1%的硅烷偶聯(lián)劑，20%的復合多元胺固化劑，余量瀝青進行混合，制成粘接粉，以30%的粘接粉混合70%石墨進行球磨混合，其中石墨為天然鱗片石墨，過200目篩，獲得3D打印的粉體；步驟三、利用3D打印激光燒結(jié)粉體，獲得三維空間網(wǎng)絡有序結(jié)構(gòu)的石墨骨架一，其骨架以體心立方晶胞為基礎，除了八個頂點中相鄰的兩個頂點相連外，還有過中心點的4條對角線，其中石墨骨架直徑為2mm，如圖1所示；步驟四、對獲得三維空間網(wǎng)絡有序結(jié)構(gòu)的石墨骨架進行石墨化，將石墨化的石墨骨架放在模具中，再將鋁合金液直接澆注到石墨骨架上，獲得鋁和石墨的復合材料；步驟五、將鋁和石墨的復合材料放在氧氣氛圍下進行三次氧化燒損，氧氣流量為150ml/min，氧化溫度為500℃，每次氧化時間為3h，且每次燒損后進行超聲波清洗，即可制備出三維空間有序孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁，如圖3所示，孔隙率為68.6%。實施例二步驟一、鋁塊和鎂塊按Al-2Mg的比例在真空爐中熔化成合金液，熔化溫度為690，其中鋁塊和鎂塊的純度大于99.5%。步驟二、將1%的硅烷偶聯(lián)劑，20%的復合多元胺固化劑，余量瀝青進行混合，制成粘接粉，以30%的粘接粉混合70%石墨進行球磨混合，其中石墨為天然鱗片石墨，過200目篩，獲得3D打印的粉體；步驟三、利用3D打印激光燒結(jié)粉體，獲得三維空間有序結(jié)構(gòu)的石墨骨架二，與石墨骨架一的區(qū)別在石墨骨架一的基礎上還有體心立方的六個平面的對角線，對角線的骨架為12個1mm的石墨骨架，如圖2所示；步驟四、對獲得三維空間網(wǎng)絡有序結(jié)構(gòu)的石墨骨架進行石墨化，將石墨化的石墨骨架放在模具中，再將鋁合金液直接澆注到石墨骨架上，獲得鋁和石墨的復合材料；步驟五、將鋁和石墨的復合材料放在氧氣氛圍下進行三次氧化燒損，氧氣流量為100ml/min，氧化溫度為550℃，每次氧化時間為2h，且每次燒損后進行超聲波清洗，即可制備出三維空間有序孔結(jié)構(gòu)泡沫鋁，如圖4所示，孔隙率為87.3%。以上內(nèi)容是結(jié)合具體的實施方式對本發(fā)明所做的進一步詳細說明，不能認定本發(fā)明的具體實施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下，還可以做出若干簡單推演或替換，都應當視為屬于本發(fā)明的保護范圍。