一種高韌性的粉煤灰鋁基復(fù)合材料及其制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及新材料制備技術(shù)領(lǐng)域，特別是涉及一種高韌性的粉煤灰鋁基復(fù)合材料及其制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]光纖是一種利用光在玻璃或塑料制成的纖維中的全反射原理而達成的光傳導(dǎo)工具，在通信領(lǐng)域具有廣泛的應(yīng)用。在光纖敷設(shè)的施工和維護過程中，經(jīng)常需要對光纖進行熔接、剝纖等操作，需要用到不同種類的設(shè)備。這些設(shè)備的底座材料通常采用鋁合金材料，其強度、硬度、耐磨、耐熱及導(dǎo)熱等性能與添加的金屬材料有關(guān)，性價比不高，價格昂貴，不能滿足當(dāng)今人們對光纖設(shè)備底座高韌性、老化、導(dǎo)熱、耐熱、防火等一系列的要求。粉煤灰是我國當(dāng)前排量較大的工業(yè)廢渣之一，隨著電力工業(yè)的發(fā)展，燃煤電廠的粉煤灰排放量逐年增加，大量的粉煤灰不加處理，會產(chǎn)生揚塵，污染大氣；排入水系則會造成河流淤塞，其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會對人體和生物造成危害。目前，國內(nèi)對粉煤灰的綜合利用方面研宄比較多，但是以粉煤灰作為增強顆粒制備鋁基復(fù)合材料方面的研宄少見報道。
[0003]粉煤灰作為鋁合金的填充物，降低了復(fù)合材料的價格和密度，且增加了耐久性，抗磨損性，強度、剛度、耐熱、抗腐蝕等諸多性能。但是粉煤灰在鋁基基體中擴散性不好、潤濕性差，傳統(tǒng)的工藝制備方法易產(chǎn)生氣孔、結(jié)合面不牢固，影響材料的機械性能、力學(xué)強度、耐久性、摩察系數(shù)和熱膨脹率等性能。為了解決這一難題，尋找更為適合的工藝制備方法無疑是一條行之有效的途徑。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的是提供一種高韌性的粉煤灰鋁基復(fù)合材料及其制備方法。
[0005]為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實施:
一種高韌性的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成:金屬釔1-2、膨脹珍珠巖3-5、粉煤灰微珠5-25、鋁鎂合金粉65-85、鋰粉4-6、銅粉4-6、聚乙烯醇0.5-1.1、蒸餾水適量;
本發(fā)明所述一種高韌性的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，由以下具體步驟制成:
(1)將粉煤灰微珠浸漬在lOmol/Ι的硫酸溶液中2-3小時，再用蒸餾水洗滌表面成中性后烘干，再將銅利用金屬噴鍍法在噴槍中霧化噴射到烘干的粉煤灰微珠表面，形成一層鍍層；
(2)將金屬紀(jì)和膨脹珍珠巖在500-600°C下煅燒1-2小時，再將金屬紀(jì)、膨脹珍珠巖、鋁鎂合金粉、鋰粉和步驟(I)的粉煤灰微珠在混料機中混合2-4小時，然后再加入聚乙烯醇和適量的蒸餾水混合攪拌形成濕態(tài)混合料，再繼續(xù)機械混合2-3小時后加壓制成預(yù)制件，烘干備用；
(3)將預(yù)制件置于管式爐中，通入氮氣，將溫度升高至300-500°C，保持0.5-1小時，再將溫度升高至550-580° C，高溫?zé)Y(jié)2-3小時，隨爐冷卻即可。
[0006]本發(fā)明所述一種高韌性的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，所述的鋁鎂合金粉中鎂的重量百分比為3%-5%。
[0007]本發(fā)明的優(yōu)點是:本發(fā)明用酸對粉煤灰微珠表面腐蝕處理使比表面積增大，在表面鍍銅處理增加了與鋁鎂合金的相容性及提高復(fù)合材料的抗拉強度，并且在鋁鎂合金中加入的鋰粉和銅粉，降低了界面性能，增強了與粉煤灰微珠的潤濕性，解決了粉煤灰在鋁鎂合金中分散性不好、潤濕性差的問題，添加的金屬釔增強了復(fù)合材料的低溫韌性和斷裂性，添加的膨脹珍珠巖增強了材料的保溫隔熱性能，本發(fā)明增強體在材料中分布均勻，工藝操作簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
具體實施方案
[0008]下面通過具體實例對本發(fā)明進行詳細(xì)說明。
[0009]一種高韌性的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:金屬釔2、膨脹珍珠巖5、粉煤灰微珠15、鋁鎂合金粉74、鋰粉5、銅粉5、聚乙烯醇0.5、蒸餾水適量；
本發(fā)明所述一種高韌性的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，由以下具體步驟制成:
(O將粉煤灰微珠浸漬在lOmol/Ι的硫酸溶液中2小時，再用蒸餾水洗滌表面成中性后烘干，再將銅利用金屬噴鍍法在噴槍中霧化噴射到烘干的粉煤灰微珠表面，形成一層鍍層；
(2)將金屬紀(jì)和膨脹珍珠巖在600°C下煅燒I小時，再將金屬紀(jì)、膨脹珍珠巖、銷鎂合金粉、鋰粉和步驟(I)的粉煤灰微珠在混料機中混合2小時，然后再加入聚乙烯醇和適量的蒸餾水混合攪拌形成濕態(tài)混合料，再繼續(xù)機械混合2小時后加壓制成預(yù)制件，烘干備用；
(3)將預(yù)制件置于管式爐中，通入氮氣，將溫度升高至500°C，保持I小時，再將溫度升高至570° C，高溫?zé)Y(jié)2小時，隨爐冷卻即可。
[0010]本發(fā)明所述一種高韌性的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，所述的鋁鎂合金粉中鎂的重量百分比為4%。
[0011]本實施例中的粉煤灰鋁基復(fù)合材料耐磨性平均比基體鋁鎂合金高57.5%，拉伸強度平均高13.4%，延伸率平均高5.8%。
【主權(quán)項】
1.一種高韌性的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:金屬釔1-2、膨脹珍珠巖3-5、粉煤灰微珠5-25、鋁鎂合金粉65-85、鋰粉4_6、銅粉4_6、聚乙烯醇0.5-1.1、蒸餾水適量。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種高韌性的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，其特征在于，由以下具體步驟制成: (1)將粉煤灰微珠浸漬在lOmol/Ι的硫酸溶液中2-3小時，再用蒸餾水洗滌表面成中性后烘干，再將銅利用金屬噴鍍法在噴槍中霧化噴射到烘干的粉煤灰微珠表面，形成一層鍍層； (2)將金屬紀(jì)和膨脹珍珠巖在500-600°C下煅燒1-2小時，再將金屬紀(jì)、膨脹珍珠巖、鋁鎂合金粉、鋰粉和步驟(I)的粉煤灰微珠在混料機中混合2-4小時，然后再加入聚乙烯醇和適量的蒸餾水混合攪拌形成濕態(tài)混合料，再繼續(xù)機械混合2-3小時后加壓制成預(yù)制件，烘干備用； (3)將預(yù)制件置于管式爐中，通入氮氣，將溫度升高至300-500°C，保持0.5-1小時，再將溫度升高至550-580° C，高溫?zé)Y(jié)2-3小時，隨爐冷卻即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述一種高韌性的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，其特征在于，所述的鋁鎂合金粉中鎂的重量百分比為3%-5%。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種高韌性的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：金屬釔1-2、膨脹珍珠巖3-5、粉煤灰微珠5-25、鋁鎂合金粉65-85、鋰粉4-6、銅粉4-6、聚乙烯醇0.5-1.1、蒸餾水適量；本發(fā)明添加的金屬釔增強了復(fù)合材料的低溫韌性和斷裂性，添加的膨脹珍珠巖增強了材料的保溫隔熱性能，本發(fā)明增強體在材料中分布均勻，工藝操作簡單，適合大規(guī)模生產(chǎn)。
【IPC分類】C22C21-00, C22C32-00, C22C1-05
【公開號】CN104762517
【申請?zhí)枴緾N201510125287
【發(fā)明人】閆秦峻, 鄒峰
【申請人】蚌埠南自儀表有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請日】2015年3月23日