一種抗斷裂性好的粉煤灰鋁基復(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，特別是涉及一種抗斷裂性好的粉煤灰鋁基復(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(dá)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(hù)過程中，經(jīng)常需要對(duì)光纖進(jìn)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(qiáng)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(jià)比不高，價(jià)格昂貴，不能滿足當(dāng)今人們對(duì)光纖設(shè)備底座耐潮濕、抗斷裂韌性、高強(qiáng)度、阻燃、導(dǎo)熱、耐熱、防火等一系列的要求。粉煤灰是我國(guó)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(huì)產(chǎn)生揚(yáng)塵，污染大氣；排入水系則會(huì)造成河流淤塞，其中的有毒化學(xué)物質(zhì)還會(huì)對(duì)人體和生物造成危害。目前，國(guó)內(nèi)對(duì)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(qiáng)顆粒制備鋁基復(fù)合材料方面的研宄少見報(bào)道。
[0003]粉煤灰作為鋁合金的填充物，降低了復(fù)合材料的價(jià)格和密度，且增加了耐久性，抗磨損性，強(qiáng)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(kuò)散性不好、潤(rùn)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(jī)械性能、力學(xué)強(qiáng)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抗斷裂性好的粉煤灰鋁基復(fù)合材料及其制備方法。
[0005]為了實(shí)現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明通過以下方案實(shí)施:
一種抗斷裂性好的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，由下列重量份的原料制成:鈦酸鉀晶須2-3、硫化鉬5-8、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)明所述一種抗斷裂性好的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，由以下具體步驟制成:
I)將粉煤灰微珠浸漬在lOmol/Ι的硫酸溶液中2-3小時(shí)，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)將將鈦酸鉀晶須和硫化鉬在500-600°C下煅燒1-2小時(shí)，再將鈦酸鉀晶須、硫化鉬、鋁鎂合金粉、鋰粉和步驟(I)的粉煤灰微珠在混料機(jī)中混合2-4小時(shí)，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(jī)械混合2-3小時(shí)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?dú)?，將溫度升高?00-500°C，保持0.5-1小時(shí)，再將溫度升高至550-580° C，高溫?zé)Y(jié)2-3小時(shí)，隨爐冷卻即可。
[0006]本發(fā)明所述一種抗斷裂性好的粉煤灰鋁基復(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(diǎn)是:本發(fā)明用酸對(duì)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(qiáng)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(qiáng)了與粉煤灰微珠的潤(rùn)濕性，解決了粉煤灰在鋁鎂合金中分散性不好、潤(rùn)濕性差的問題，添加的鈦酸鉀晶須增強(qiáng)了復(fù)合材料的硬度、強(qiáng)度及抗斷裂韌性等方面的性能，添加的硫化鉬增強(qiáng)了加工流動(dòng)性，本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，原材料價(jià)格低廉，適于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
具體實(shí)施方案
[0008]下面通過具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。
[0009]一種抗斷裂性好的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，由下列重量份(公斤)的原料制成:鈦酸鉀晶須2、硫化鉬5、粉煤灰微珠15、鋁鎂合金粉70、鋰粉4、銅粉5、聚乙烯醇0.5、蒸餾水適量;
本發(fā)明所述一種抗斷裂性好的粉煤灰鋁基復(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(shí)，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)將將鈦酸鉀晶須和硫化鉬在600°C下煅燒I小時(shí)，再將鈦酸鉀晶須、硫化鉬、鋁鎂合金粉、鋰粉和步驟(I)的粉煤灰微珠在混料機(jī)中混合2小時(shí)，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(jī)械混合2小時(shí)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?dú)猓瑢囟壬咧?00°C，保持I小時(shí)，再將溫度升高至570° C，高溫?zé)Y(jié)2小時(shí)，隨爐冷卻即可。
[0010]本發(fā)明所述一種抗斷裂性好的粉煤灰鋁基復(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(shí)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47.3%，拉伸強(qiáng)度平均高13.2%，延伸率平均高14.3%。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.一種抗斷裂性好的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成:鈦酸鉀晶須2-3、硫化鉬5-8、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所述一種抗斷裂性好的粉煤灰鋁基復(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(shí)，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)將將鈦酸鉀晶須和硫化鉬在500-600°C下煅燒1-2小時(shí)，再將鈦酸鉀晶須、硫化鉬、鋁鎂合金粉、鋰粉和步驟(I)的粉煤灰微珠在混料機(jī)中混合2-4小時(shí)，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(jī)械混合2-3小時(shí)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?dú)?，將溫度升高?00-500°C，保持0.5-1小時(shí)，再將溫度升高至550-580° C，高溫?zé)Y(jié)2-3小時(shí)，隨爐冷卻即可。
3.根據(jù)權(quán)利要求1-2所述一種抗斷裂性好的粉煤灰鋁基復(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)明公開了一種抗斷裂性好的粉煤灰鋁基復(fù)合材料，其特征在于，由下列重量份的原料制成：鈦酸鉀晶須2-3、硫化鉬5-8、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)明添加的鈦酸鉀晶須增強(qiáng)了復(fù)合材料的硬度、強(qiáng)度及抗斷裂韌性等方面的性能，添加的硫化鉬增強(qiáng)了加工流動(dòng)性，本發(fā)明工藝簡(jiǎn)單，原材料價(jià)格低廉，適于大規(guī)模的工業(yè)生產(chǎn)，具有很好的推廣應(yīng)用價(jià)值。
【IPC分類】C22C49-06, C22C121-00, C22C101-00, C22C47-14
【公開號(hào)】CN104762571
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510125227
【發(fā)明人】張洪濱
【申請(qǐng)人】蚌埠市鴻安精密機(jī)械有限公司
【公開日】2015年7月8日
【申請(qǐng)日】2015年3月23日