一種泡沫鋁材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種泡沫鋁材料，屬于泡沫鋁材料領(lǐng)域。該泡沫鋁材料由發(fā)泡坯料、鋁粉和發(fā)泡劑制成，其特征在于：以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，包括發(fā)泡坯料40～60%、鋁粉15～40%和發(fā)泡劑10～25%，所述的發(fā)泡劑，按質(zhì)量百分比表示，由白云石35%～50%、碳酸鈣26%～34%、水玻璃5～15%和碳粉12%～16%組成。本發(fā)明具有的優(yōu)點：1）本發(fā)明的發(fā)泡劑可解決TiH2作為發(fā)泡劑存在價格昂貴、操作條件苛刻的問題。2）本發(fā)明的發(fā)泡劑可通過改變原料配比來調(diào)節(jié)泡沫鋁的孔隙率和孔徑分布。發(fā)泡劑中添加的水玻璃，高溫下發(fā)泡坯料、鋁粉與發(fā)泡劑相互共熔，材料內(nèi)部呈現(xiàn)密集的閉孔氣孔，可獲得多孔性、輕質(zhì)的泡沫鋁材料結(jié)構(gòu)。
【專利說明】一種泡沬鋁材料

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種泡沫鋁材料，屬于泡沫鋁材料領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 泡沫鋁是一種新型功能材料，它是金屬鋁基體中分散著無數(shù)氣泡的類似泡沫狀的 超輕金屬材料，一般孔隙率為40%?98%。
[0003] 目前最具商業(yè)價值的泡沫鋁制備工藝是熔體發(fā)泡法，可以生產(chǎn)大尺寸且具有規(guī)則 孔洞結(jié)構(gòu)的閉孔泡沫鋁。但存在的問題主要表現(xiàn)在：（1)傳統(tǒng)工藝大都采用1^ 2等作為發(fā) 泡劑及金屬鈣作為增粘劑，TiH2類發(fā)泡劑分解速度快的特點使得該法操作條件苛刻，成品 率低；（2)昂貴TiH 2類發(fā)泡劑及金屬鈣的使用，也進一步提高了閉孔泡沫鋁的制造成本。因 此，開發(fā)可替代TiH2類發(fā)泡劑的新型材料意義重大。
[0004] 文獻(xiàn)：左孝青，周蕓，趙國賓等，CaCO3發(fā)泡劑制備泡沫鋁工藝研究，稀有金屬，2004 (1)，195?198.公開了一種以CaCO3為發(fā)泡劑制備泡沫鋁的方法，即Al-Sil2在熔融狀態(tài) 下，加入活性劑Mg鎂粉，再與SiC顆粒混合均勻，然后加入發(fā)泡劑CaCO3攪拌，進行發(fā)泡保 溫，最后冷卻。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0005] 本發(fā)明的目的是提供一種新的泡沫鋁材料，具有輕質(zhì)、隔熱、保溫、耐腐蝕、機械強 度高的特點。
[0006] 實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為：一種泡沫鋁材料，該泡沫鋁材料由發(fā)泡坯料、鋁粉 和發(fā)泡劑制成，其以質(zhì)量百分?jǐn)?shù)計，包括發(fā)泡坯料40?60%、鋁粉15?40%和發(fā)泡劑10? 25%，所述的發(fā)泡劑，按質(zhì)量百分比表示，由白云石35%?50%、碳酸鈣26%?34%、水玻璃5? 15%和碳粉12%?16%組成。
[0007] 所述的發(fā)泡劑為顆粒狀，粒徑為40?80 μ m。
[0008] 所述的發(fā)泡劑可由下述方法制得： 1) 混料:對白云石和碳酸鈣進行配料，用振動球磨機混合0. 5?2小時后得到混合粉料，； 2) 砂磨:將上述混合粉料放入砂磨機中，同時加入碳粉和水玻璃，砂磨0. 5?2小時得漿料； 3) 造粒：將上述砂磨后的漿料通過噴霧造粒機進行造粒。
[0009] 進一步優(yōu)選地，本發(fā)明所述的發(fā)泡坯料，以質(zhì)量百分計，包括水泥40%?60%、膨脹 ?；⒅?0%?40%、硫酸鈉5%?15%和羥甲基纖維素5%?15%。其制備方法為： 1) 按重量百分比，稱取水泥、膨脹?；⒅楹土蛩徕c，經(jīng)混合、研磨，制得混合粉料； 2) 將輕甲基纖維素溶于水中，用質(zhì)量濃度為10%?20%的堿性溶液調(diào)節(jié)體系pH值為 8?10,再將體系升溫至60°C?80°C，加入所制得的混合粉料，保溫攪拌1?3小時，抽濾、 脫水和干燥。
[0010] 其中，羥甲基纖維素與水的質(zhì)量比為1:1〇。
[0011] 本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)點在于：1)本發(fā)明的發(fā)泡劑可解決TiH2作為發(fā) 泡劑存在價格昂貴、操作條件苛刻的問題。2)本發(fā)明的發(fā)泡劑可通過改變原料配比來調(diào)節(jié) 泡沫鋁的孔隙率和孔徑分布。發(fā)泡劑中添加的水玻璃，高溫下發(fā)泡坯料、鋁粉與發(fā)泡劑相互 共熔，材料內(nèi)部呈現(xiàn)密集的閉孔氣孔，可獲得多孔性、輕質(zhì)的泡沫鋁材料結(jié)構(gòu)。3)發(fā)泡劑中 的白云石，可分解出大量氣體，選用的碳粉作為調(diào)節(jié)劑，不但調(diào)節(jié)發(fā)泡劑的發(fā)泡性能，而且 增強了泡沫陶瓷的耐溫性能。

【具體實施方式】
[0012] 下面結(jié)合實施例對本發(fā)明做進一步地說明，但本發(fā)明不限于這些實施例。
[0013] 實施例1 按發(fā)泡坯料40%、鋁粉40%、發(fā)泡劑20%的比例稱取后，混合粉碎均勻，壓制成預(yù)成型塊， 通過燒結(jié)-冷卻工藝即制成泡沫鋁材料。其中，發(fā)泡劑的成分為：白云石35%、碳酸鈣34%、水 玻璃15%和碳粉16%，具體的，該發(fā)泡劑的制備步驟為：稱取白云石35克和碳酸鈣34克，用 振動球磨機混合〇. 5小時；然后在砂磨機中進行砂磨，同時加入碳粉16克和水玻璃15克， 砂磨0. 5小時；最后將砂磨后的楽料通過噴霧造粒機進行造粒，粒徑為40 μ m。
[0014] 實施例2 按發(fā)泡坯料60%、鋁粉15%、發(fā)泡劑25%的比例稱取后，混合粉碎均勻，壓制成預(yù)成型塊， 通過燒結(jié)-冷卻工藝即制成泡沫鋁材料。其中，發(fā)泡劑的成分為：白云石35%、碳酸鈣34%、水 玻璃15%和碳粉16%，具體的，該發(fā)泡劑的制備步驟為：稱取白云石47克和碳酸鈣26克，用 振動球磨機混合〇. 5小時；然后在砂磨機中進行砂磨，同時加入碳粉12克和水玻璃15克， 砂磨0. 5小時；最后將砂磨后的楽料通過噴霧造粒機進行造粒，粒徑為60 μ m。
[0015] 實施例3 按發(fā)泡坯料55%、鋁粉35%、發(fā)泡劑10%的比例稱取后，混合粉碎均勻，壓制成預(yù)成型塊， 通過燒結(jié)-冷卻工藝即制成泡沫鋁材料。其中，發(fā)泡劑的成分為：白云石50%、碳酸鈣33%、 水玻璃5%和碳粉12%，具體的，該發(fā)泡劑的制備步驟為：稱取白云石47克和碳酸鈣2克，用 振動球磨機混合〇. 5小時；然后在砂磨機中進行砂磨，同時加入碳粉16克和水玻璃15克， 砂磨0. 5小時；最后將砂磨后的楽料通過噴霧造粒機進行造粒，粒徑為80 μ m。
[0016] 實施例1中的發(fā)泡坯料為市售。
[0017] 實施例2和3中的發(fā)泡坯料為自制，制備方法為：1)按重量百分比，稱取水泥 40%?60%、膨脹?；⒅?0%?40%和硫酸鈉5%?15%，經(jīng)混合、研磨，制得混合粉料；2) 將羥甲基纖維素10%?20%溶于水中，用質(zhì)量濃度為5%?15%的堿性溶液調(diào)節(jié)體系pH值 為8?10,再將體系升溫至60°C?80°C，加入所制得的混合粉料，保溫攪拌1?3小時，抽 濾、脫水和干燥。
[0018] 各組分的具體用量見表1。
[0019] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種泡沫鋁材料，該泡沫鋁材料由發(fā)泡坯料、鋁粉和發(fā)泡劑制成，其特征在于：以質(zhì) 量百分?jǐn)?shù)計，包括發(fā)泡坯料40?60%、鋁粉15?40%和發(fā)泡劑10?25%，所述的發(fā)泡劑，按 質(zhì)量百分比表不，由白z?石35%?50%、碳酸|丐26%?34%、水玻璃5?15%和碳粉12%? 16%組成。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫鋁材料，其特征在于：所述的發(fā)泡劑為顆粒狀，粒徑為 40 ?80 u m。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的泡沫鋁材料，其特征在于：所述的發(fā)泡劑由下述方法制 得： 1) 混料：對白云石和碳酸鈣進行配料，用振動球磨機混合0. 5?2小時后得到混合粉 料，； 2) 砂磨：將步驟1)制得的混合粉料放入砂磨機中，同時加入碳粉和水玻璃，砂磨0. 5? 2小時得漿料； 3) 造粒：將步驟2)制得的漿料通過噴霧造粒機進行造粒。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的泡沫鋁材料，其特征在于：所述的發(fā)泡坯料，以質(zhì)量百分計， 包括水泥40%?60%、膨脹?；⒅?0%?40%、硫酸鈉5%?15%和羥甲基纖維素5%?15%。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的泡沫鋁材料，其特征在于：所述的發(fā)泡坯料，其制備方法為： 按重量百分比，稱取水泥、膨脹?；⒅楹土蛩徕c，經(jīng)混合、研磨，制得混合粉料； 將輕甲基纖維素溶于水中，用質(zhì)量濃度為10%?20%的堿性溶液調(diào)節(jié)體系pH值為8? 10,再將體系升溫至60°C?80°C，加入所制得的混合粉料，保溫攪拌1?3小時，抽濾、脫水 和干燥。
6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的泡沫鋁材料，其特征在于：所述的羥甲基纖維素與水的質(zhì)量 比為1 :1〇。
【文檔編號】C04B24/38GK104478337SQ201410779469
【公開日】2015年4月1日 申請日期:2014年12月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月17日
【發(fā)明者】張宇, 張勵 申請人:南京理工大學(xué)常熟研究院有限公司