本發(fā)明涉及泡沫金屬材料領(lǐng)域，尤其涉及一種高強(qiáng)度泡沫鋁。
背景技術(shù)：
泡沫金屬是多孔體中所有孔隙的體積與多孔體總體積之比達(dá)到90%以上，具有一定強(qiáng)度和剛度的多孔金屬。泡沫金屬的制備有粉末冶金法和電鍍法，前者通過(guò)向熔體金屬添加發(fā)泡劑制得泡沫金屬；后者通過(guò)電沉積工藝在聚氨酯泡沫塑料骨架上復(fù)制成泡沫金屬。
泡沫銅的導(dǎo)電性和延展性好，且制備成本比泡沫鎳低，導(dǎo)電性能更好，可將其用于制備電池負(fù)極（載體）材料、催化劑載體和電磁屏蔽材料。特別是泡沫銅用于電池作電極的基體材料，具有一些明顯的優(yōu)點(diǎn)，但由于銅的耐腐蝕性能不如鎳好從而也就限制了它的一些應(yīng)用?？紫抖鹊竭_(dá)90%以上的，具有一定強(qiáng)度和剛度的多孔金屬。在石油化工、航天航空、環(huán)保中制造凈化、過(guò)濾、催化支架、電極等裝置。
工業(yè)及科學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，離不開(kāi)基礎(chǔ)材料的發(fā)展與革新。泡沫金屬的出現(xiàn)，為諸多工藝方法提供了新的思路及解決方案。不同于其他化學(xué)纖維多孔材料，除了均勻的孔隙與更大的比表面積以及輕質(zhì)等特性，同時(shí)還具有優(yōu)良的金屬機(jī)械性能和熱、電等物理特性，并比聚合泡沫更易再生，這些優(yōu)越性能使泡沫金屬涉及的應(yīng)用范圍越來(lái)越廣。這類(lèi)金屬孔隙度高，孔隙直徑可達(dá)至毫米級(jí)。
含有泡沫狀氣孔的金屬材料與一般燒結(jié)多孔金屬相比，泡沫金屬的氣孔率更高，孔徑尺寸較大，可達(dá)7毫米。由于泡沫金屬是由金屬基體骨架連續(xù)相和氣孔分散相或連續(xù)相組成的兩相復(fù)合材料，因此其性質(zhì)取決于所用金屬基體、氣孔率和氣孔結(jié)構(gòu)，并受制備工藝的影響。通常，泡沫金屬的力學(xué)性能隨氣孔率的增加而降低，其導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性也相應(yīng)呈指數(shù)關(guān)系降低。當(dāng)泡沫金屬承受壓力時(shí)，由于氣孔塌陷導(dǎo)致的受力面積增加和材料應(yīng)變硬化效應(yīng)，使得泡沫金屬具有優(yōu)異的沖擊能量吸收特性。泡沫金屬材料獨(dú)特的三維孔隙結(jié)構(gòu)提供了更大的比表面積，適宜于各種高溫及腐蝕領(lǐng)域，比如油井防砂、汽車(chē)（尤其是柴油機(jī)）尾氣。
泡沫鋁及其合金質(zhì)輕，具有吸音、隔熱、減振、吸收沖擊能和電磁波等特性，適用于導(dǎo)彈、飛行器和其回收部件的沖擊保護(hù)層，汽車(chē)緩沖器，電子機(jī)械減振裝置，脈沖電源電磁波屏蔽罩等。泡沫金屬材料獨(dú)特的力學(xué)性能使其成為優(yōu)良的吸能材料，同樣其保有的金屬特性使其在建筑，特種零件等諸多領(lǐng)域擁有良好的表現(xiàn)。
泡沫鎳由于有連通的氣孔結(jié)構(gòu)和高的氣孔率，因此具有高通氣性、高比表面積和毛細(xì)力，多作為功能材料，用于制作流體過(guò)濾器、霧化器、催化器、電池電極板和熱交換器等。泡沫鎳及鐵鎳材料作為泡沫金屬材料研究所的優(yōu)勢(shì)產(chǎn)品已廣泛用于過(guò)濾、電池、催化領(lǐng)域。隨著社會(huì)城市化、科技化、人性化的發(fā)展，設(shè)計(jì)一種干燥快、附著力強(qiáng)、沖擊強(qiáng)度高、硬度高和抗劃痕負(fù)荷性好的高強(qiáng)度泡沫鋁，以滿(mǎn)足市場(chǎng)需求，是非常必要的。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
解決的技術(shù)問(wèn)題：
本申請(qǐng)針對(duì)現(xiàn)有泡沫鋁耐磨性差、耐腐蝕性差、通孔率低、密度高和發(fā)泡不均勻的技術(shù)問(wèn)題，提供一種高強(qiáng)度泡沫鋁。
技術(shù)方案：
一種高強(qiáng)度泡沫鋁，原料按重量份數(shù)配比如下：三氧化二鋁100份，發(fā)泡劑1-5份，碳化硅10-30份，銀2-6份，金6-10份，鉑1-5份，鈀4-8份，鋯0.5-4.5份，鈦0.1-2份，聚酯多元醇15-35份，有機(jī)硅酮5-25份，環(huán)戊烷1-20份，辛酸亞錫12-18份，N,N-二甲基環(huán)己胺3-7份，鋁鐵合金30-50份。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述高強(qiáng)度泡沫鋁的原料按重量份數(shù)配比如下：三氧化二鋁100份，發(fā)泡劑2-4份，碳化硅15-25份，銀3-5份，金7-9份，鉑2-4份，鈀5-7份，鋯1.5-3.5份，鈦0.5-1.5份，聚酯多元醇20-30份，有機(jī)硅酮10-20份，環(huán)戊烷5-15份，辛酸亞錫13-17份，N,N-二甲基環(huán)己胺4-6份，鋁鐵合金35-45份。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述高強(qiáng)度泡沫鋁的原料按重量份數(shù)配比如下：三氧化二鋁100份，發(fā)泡劑2份，碳化硅15份，銀3份，金7份，鉑2份，鈀5份，鋯1.5份，鈦0.5份，聚酯多元醇20份，有機(jī)硅酮10份，環(huán)戊烷5份，辛酸亞錫13份，N,N-二甲基環(huán)己胺4份，鋁鐵合金35份。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述高強(qiáng)度泡沫鋁的原料按重量份數(shù)配比如下：三氧化二鋁100份，發(fā)泡劑4份，碳化硅25份，銀5份，金9份，鉑4份，鈀7份，鋯3.5份，鈦1.5份，聚酯多元醇30份，有機(jī)硅酮20份，環(huán)戊烷15份，辛酸亞錫17份，N,N-二甲基環(huán)己胺6份，鋁鐵合金45份。
作為本發(fā)明的一種優(yōu)選技術(shù)方案：所述高強(qiáng)度泡沫鋁的原料按重量份數(shù)配比如下：三氧化二鋁100份，發(fā)泡劑3份，碳化硅20份，銀4份，金8份，鉑3份，鈀6份，鋯2.5份，鈦1份，聚酯多元醇25份，有機(jī)硅酮15份，環(huán)戊烷10份，辛酸亞錫15份，N,N-二甲基環(huán)己胺5份，鋁鐵合金40份。
有益效果：
本發(fā)明所述一種高強(qiáng)度泡沫鋁，采用以上技術(shù)方案和現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下技術(shù)效果：1、密度174-178kg/m3，通孔率98-99.9%；2、沖擊強(qiáng)度300-400J，壓縮強(qiáng)度320-360MPa；3、吸聲效果好，發(fā)泡均勻，孔隙率95-99%；4、耐磨且耐腐蝕，氣孔直徑15-25mm，比重輕30-50%，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有材料。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例1
按重量份數(shù)配比稱(chēng)取三氧化二鋁100份，氫化鈦1份，碳化硅10份，銀2份，金6份，鉑1份，鈀4份，鋯0.5份，鈦0.1份，聚酯多元醇15份，有機(jī)硅酮5份，環(huán)戊烷1份，辛酸亞錫12份，N,N-二甲基環(huán)己胺3份，鋁鐵合金30份。
將三氧化二鋁、碳化硅、銀、金、鉑、鈀、鋯、鈦和鋁鐵合金投入球磨機(jī)中球磨20h，再加入剩余原料球磨10h。
將球磨后的原料升溫至900℃，加入發(fā)泡劑，在800rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5min，吹入空氣、氮?dú)饣驓鍤猓褵?h，冷卻后即可。
密度178kg/m3，通孔率98%；沖擊強(qiáng)度300J，壓縮強(qiáng)度320MPa；吸聲效果好，發(fā)泡均勻，孔隙率95%；耐磨且耐腐蝕，氣孔直徑15mm，比重輕30%，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有材料。
實(shí)施例2
按重量份數(shù)配比稱(chēng)取三氧化二鋁100份，氫化鈦5份，碳化硅30份，銀6份，金10份，鉑5份，鈀8份，鋯4.5份，鈦2份，聚酯多元醇35份，有機(jī)硅酮25份，環(huán)戊烷20份，辛酸亞錫18份，N,N-二甲基環(huán)己胺7份，鋁鐵合金50份。
將三氧化二鋁、碳化硅、銀、金、鉑、鈀、鋯、鈦和鋁鐵合金投入球磨機(jī)中球磨30h，再加入剩余原料球磨20h。
將球磨后的原料升溫至1100℃，加入發(fā)泡劑，在1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌25min，吹入空氣、氮?dú)饣驓鍤猓褵?2h，冷卻后即可。
密度177kg/m3，通孔率98.5%；沖擊強(qiáng)度330J，壓縮強(qiáng)度330MPa；吸聲效果好，發(fā)泡均勻，孔隙率96%；耐磨且耐腐蝕，氣孔直徑18mm，比重輕35%，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有材料。
實(shí)施例3
按重量份數(shù)配比稱(chēng)取三氧化二鋁100份，氫化鈦2份，碳化硅15份，銀3份，金7份，鉑2份，鈀5份，鋯1.5份，鈦0.5份，聚酯多元醇20份，有機(jī)硅酮10份，環(huán)戊烷5份，辛酸亞錫13份，N,N-二甲基環(huán)己胺4份，鋁鐵合金35份。
將三氧化二鋁、碳化硅、銀、金、鉑、鈀、鋯、鈦和鋁鐵合金投入球磨機(jī)中球磨20h，再加入剩余原料球磨10h。
將球磨后的原料升溫至900℃，加入發(fā)泡劑，在800rpm轉(zhuǎn)速下攪拌5min，吹入空氣、氮?dú)饣驓鍤?，煅?h，冷卻后即可。
密度176kg/m3，通孔率99%；沖擊強(qiáng)度350J，壓縮強(qiáng)度340MPa；吸聲效果好，發(fā)泡均勻，孔隙率97%；耐磨且耐腐蝕，氣孔直徑20mm，比重輕40%，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有材料。
實(shí)施例4
按重量份數(shù)配比稱(chēng)取三氧化二鋁100份，氫化鈦4份，碳化硅25份，銀5份，金9份，鉑4份，鈀7份，鋯3.5份，鈦1.5份，聚酯多元醇30份，有機(jī)硅酮20份，環(huán)戊烷15份，辛酸亞錫17份，N,N-二甲基環(huán)己胺6份，鋁鐵合金45份。
將三氧化二鋁、碳化硅、銀、金、鉑、鈀、鋯、鈦和鋁鐵合金投入球磨機(jī)中球磨30h，再加入剩余原料球磨20h。
將球磨后的原料升溫至1100℃，加入發(fā)泡劑，在1200rpm轉(zhuǎn)速下攪拌25min，吹入空氣、氮?dú)饣驓鍤猓褵?2h，冷卻后即可。
密度175kg/m3，通孔率99.5%；沖擊強(qiáng)度380J，壓縮強(qiáng)度350MPa；吸聲效果好，發(fā)泡均勻，孔隙率98%；耐磨且耐腐蝕，氣孔直徑22mm，比重輕45%，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有材料。
實(shí)施例5
按重量份數(shù)配比稱(chēng)取三氧化二鋁100份，氫化鈦3份，碳化硅20份，銀4份，金8份，鉑3份，鈀6份，鋯2.5份，鈦1份，聚酯多元醇25份，有機(jī)硅酮15份，環(huán)戊烷10份，辛酸亞錫15份，N,N-二甲基環(huán)己胺5份，鋁鐵合金40份。
將三氧化二鋁、碳化硅、銀、金、鉑、鈀、鋯、鈦和鋁鐵合金投入球磨機(jī)中球磨25h，再加入剩余原料球磨15h。
將球磨后的原料升溫至1000℃，加入發(fā)泡劑，在1000rpm轉(zhuǎn)速下攪拌15min，吹入空氣、氮?dú)饣驓鍤?，煅?h，冷卻后即可。
密度174kg/m3，通孔率99.9%；沖擊強(qiáng)度400J，壓縮強(qiáng)度360MPa；吸聲效果好，發(fā)泡均勻，孔隙率99%；耐磨且耐腐蝕，氣孔直徑25mm，比重輕50%，可以廣泛生產(chǎn)并不斷代替現(xiàn)有材料。
以上實(shí)施例中的所有組分均可以商業(yè)購(gòu)買(mǎi)。
上述實(shí)施例只是用于對(duì)本發(fā)明的內(nèi)容進(jìn)行闡述，而不是限制，因此在和本發(fā)明的權(quán)利要求書(shū)相當(dāng)?shù)暮x和范圍內(nèi)的任何改變，都應(yīng)該認(rèn)為是包括在權(quán)利要求書(shū)的范圍內(nèi)。