CN102080197B - 复合材料中增强体表面涂覆的方法 - Google Patents

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Abstract

复合材料中增强体表面涂覆的方法，它涉及增强体表面涂覆的方法。它解决现有的增强体表面涂覆方法存在涂覆的组织不均匀，致密性差以及覆盖不完整的问题。方法：一、增强体和金属粉混合，超声清洗后得混合粉末；二、混合粉末倒入蒸馏水或盐溶液中，加热涂覆后取出增强体；三、增强体进行烧结，即完成。本发明中复合材料中增强体表面涂覆的方法，使涂覆后的增强体表面均匀的覆盖一层网状结构的涂覆物，此涂覆物组织细小，致密；在随后的复合材料制备过程中，增强体与基体之间的润湿性得到了很大的提升，增强体与基体之间的界面反应被有效地控制。此种涂覆方法很好地调整了增强体表面状态，为后期制备的复合材料获得优异力学性能提供技术保障。

Description

复合材料中增强体表面涂覆的方法
技术领域
本发明涉及增强体表面涂覆的方法。
背景技术
金属基复合材料具有十分优异的力学及物理性能，已在许多领域得到广泛应用。然而，复合材料增强体与基体界面处往往存在大量孔洞缺陷，究其根本原因是复合材料制备过程中熔融金属基体与增强体润湿性不好；此外制备过程中增强体与基体直接接触发生界面反应后受到严重破坏，这些问题都使金属基复合材料的实际性能大大偏离了其预期的理想性能。综上，通过增强体表面涂覆改善基体与增强体之间的润湿性以及控制界面反应程度是金属基复合材料制备过程中必不可少的一步。
目前，增强体表面涂覆的方法，普遍存在涂覆的组织不均匀，不能完整的覆盖增强体，致密性差以及覆盖不完整的问题，它们不能很好地提高基体与增强体之间的润湿性以及控制界面反应程度，致使增强体在复合材料中无法发挥应有作用，大大降低了复合材料力学性能提高的空间。
发明内容
本发明目的是为了解决现有的增强体表面涂覆方法存在涂覆的组织不均匀，致密性差以及覆盖不完整的问题，而提供复合材料中增强体表面涂覆的方法。
复合材料中增强体表面涂覆的方法按以下步骤实现：一、按质量份数将5～80份的增强体和20～95份的金属粉混合，然后置于无水乙醇中进行超声清洗5min，得混合粉末；二、将混合粉末倒入蒸馏水或盐溶液中，得混合物，然后在温度为50～200℃的条件下加热时间10min～5h，然后在温度为50～200℃的条件下加热，时间10min～5h，搅拌得悬浊液，静止沉淀1～2min后去除沉淀，取悬浊物，即增强体；三、增强体置于烧结炉中，在烧结温度为400～1000℃的条件下烧结0.5～3h，即完成复合材料中增强体表面涂覆；其中步骤一中增强体为硼酸盐晶须、碳化硅晶须、碳化硅颗粒、碳纤维或碳纳米管；步骤一中金属粉为铝粉、锌粉、锡粉、铅粉或铬粉；步骤二中盐溶液是浓度为0.001～0.02mol/L的NaCl溶液、浓度为0.001～0.02mol/L的CeCl3、浓度为0.001～0.02mol/L的LaCl3、浓度为0.001～0.02mol/L的CeNO3或浓度为0.001～0.02mol/L的LaNO3。
本发明复合材料中增强体表面涂覆的方法，工艺简单、成本低，使涂覆后的增强体表面均匀的覆盖一层网状结构的涂覆物，此涂覆物组织细小，致密；在随后的复合材料制备过程中，增强体与基体之间的润湿性得到了很大的提升，增强体与基体之间的界面反应被有效地控制。此种涂覆方法很好地调整了增强体表面状态，为后期制备的复合材料获得优异力学性能提供技术保障。
附图说明
图1是具体实施方式十一中硼酸铝晶须涂覆前的扫描电镜照片；图2是具体实施方式十一中硼酸铝晶须涂覆后的扫描电镜照片；图3是具体实施方式十一中硼酸铝晶须涂覆后的扫描电镜照片；图4是具体实施方式十一中硼酸铝晶须涂覆后并在600℃下烧结后的扫描电镜照片；图5是具体实施方式十一中硼酸铝晶须涂覆后并在900℃下烧结后的扫描电镜照片；图6是具体实施方式十一中硼酸铝晶须的XRD物相分析谱图，其中1为硼酸铝晶须涂覆前的曲线，2为硼酸铝晶须涂覆后的曲线，3为硼酸铝晶须涂覆后并在600℃下烧结后曲线，4为硼酸铝晶须涂覆后并在900℃下烧结后曲线，
Figure BDA0000038679160000021
表示刚玉
Figure BDA0000038679160000022
表示铝表示硼酸铝
Figure BDA0000038679160000024
表示一水软铝石。
具体实施方式
具体实施方式一：本实施方式复合材料中增强体表面涂覆的方法按以下步骤实现：一、按质量份数将5～80份的增强体和20～95份的金属粉混合，然后置于无水乙醇中进行超声清洗5min，得混合粉末；二、将混合粉末倒入蒸馏水或盐溶液中，得混合物，然后在温度为50～200℃的条件下加热，时间10min～5h，搅拌得悬浊液，静止沉淀1～2min后去除沉淀，取悬浊物，即增强体；三、增强体置于烧结炉中，在烧结温度为400～1000℃的条件下烧结0.5～3h，即完成复合材料中增强体表面涂覆；其中步骤一中增强体为硼酸盐晶须、碳化硅晶须、碳化硅颗粒、碳纤维或碳纳米管；步骤一中金属粉为铝粉、锌粉、锡粉、铅粉或铬粉；步骤二中盐溶液是浓度为0.001～0.02mol/L的NaCl溶液、浓度为0.001～0.02mol/L的CeCl3、浓度为0.001～0.02mol/L的LaCl3、浓度为0.001～0.02mol/L的CeNO3或浓度为0.001～0.02mol/L的LaNO3。
本实施方式步骤二中去除沉淀为多余的金属粉，它由于粒度大，悬浮能力差，首先沉淀。
具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一的不同是步骤一中按质量份数将5份的增强体和95份的金属粉混合。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一的不同是步骤一中按质量份数将80份的增强体和20份的金属粉混合。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一的不同是步骤一中按质量份数将10～70份的增强体和30～90份的金属粉混合。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一的不同是步骤一中按质量份数将50份的增强体和50份的金属粉混合。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一的不同是步骤一中按质量份数将60份的增强体和40份的金属粉混合。其它步骤及参数与具体实施方式一相同。
具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一的不同的是步骤三中增强体置于烧结炉中，在烧结温度为400℃的条件下烧结3h。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至六之一的不同的是步骤三中增强体置于烧结炉中，在烧结温度为1000℃的条件下烧结0.5h。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至六之一的不同的是步骤三中增强体置于烧结炉中，在烧结温度为500～800℃的条件下烧结1～2.5h。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至六之一的不同的是步骤三中增强体置于烧结炉中，在烧结温度为700℃的条件下烧结2h。其它步骤及参数与具体实施方式一至六之一相同。
具体实施方式十一：本实施方式复合材料中增强体表面涂覆的方法按以下步骤实现：一、按质量份数将70份的增强体和30份的金属粉混合，然后置于无水乙醇中进行超声清洗5min，得混合粉末；二、将混合粉末倒入蒸馏水或盐溶液中，得混合物，然后在温度为100℃的条件下加热，时间1h，搅拌得悬浊液，静止沉淀2min后去除沉淀，取悬浊物，即增强体；三、增强体置于烧结炉中，在烧结温度为600～900℃的条件下烧结1h，即完成复合材料中增强体表面涂覆；其中步骤一中增强体为硼酸铝晶须；步骤一中金属粉为铝粉。
本实施方式中硼酸铝晶须表面涂覆前后的形貌从图1、图2和图3中可见，涂覆前晶须表面很光滑，使涂覆后的增强体表面均匀的覆盖一层网状结构的涂覆物，此涂覆物组织细小，致密，因此本实施方式中涂覆后的硼酸铝晶须与基体之间润湿性可以得到很大的提升，硼酸铝晶须与基体之间的界面反应可以被有效地控制；
随后在600℃和900℃烧结，见图4和图5，晶须表面形貌并没有太大变化；进行XRD物相分析(见图6)，结果表明：涂覆后硼酸铝晶须表面包覆物为一水软铝石；随后600℃烧结一水软铝石衍射峰消失，但没有出现新的衍射峰；900℃烧结，出现刚玉(三氧化二铝)衍射峰，此时晶须表面涂覆物转化为刚玉。

Claims (6)

1.复合材料中增强体表面涂覆的方法，其特征在于复合材料中增强体表面涂覆的方法按以下步骤实现：一、按质量份数将5～80份的增强体和20～95份的金属粉混合，然后置于无水乙醇中进行超声清洗5min，得混合粉末；二、将混合粉末倒入蒸馏水或盐溶液中，得混合物，然后在温度为50～200℃的条件下加热，时间10min～5h，搅拌得悬浊液，静止沉淀1～2min后去除沉淀，取悬浊物，即增强体；三、增强体置于烧结炉中，在烧结温度为400～1000℃的条件下烧结0.5～3h，即完成复合材料中增强体表面氧化物涂覆；其中步骤一中增强体为硼酸盐晶须、碳化硅晶须、碳化硅颗粒、碳纤维或碳纳米管；步骤一中金属粉为铝粉、锌粉、锡粉、铅粉或铬粉；步骤二中盐溶液是浓度为0.001～0.02mol/L的NaCl溶液、浓度为0.001～0.02mol/L的CeCl3、浓度为0.001～0.02mol/L的LaCl3、浓度为0.001～0.02mol/L的CeNO3或浓度为0.001～0.02mol/L的LaNO3。
2.根据权利要求1所述的复合材料中增强体表面涂覆的方法，其特征在于步骤一中按质量份数将10～70份的增强体和30～90份的金属粉混合。
3.根据权利要求1所述的复合材料中增强体表面涂覆的方法，其特征在于步骤一中按质量份数将50份的增强体和50份的金属粉混合。
4.根据权利要求1所述的复合材料中增强体表面涂覆的方法，其特征在于步骤一中按质量份数将60份的增强体和40份的金属粉混合。
5.根据权利要求1、2、3或4所述的复合材料中增强体表面涂覆的方法，其特征在于步骤三中增强体置于烧结炉中，在烧结温度为500～800℃的条件下烧结1～2.5h。
6.根据权利要求1、2、3或4所述的复合材料中增强体表面涂覆的方法，其特征在于步骤三中增强体置于烧结炉中，在烧结温度为700℃的条件下烧结2h。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102430752B (zh) * 2011-12-03 2013-01-23 西北有色金属研究院 一种传热用金属纤维复合多孔表面的制备方法
CN102433519B (zh) * 2011-12-21 2013-11-20 哈尔滨工业大学 陶瓷相增强体表面涂覆钨酸锌的方法
CN103352189B (zh) * 2013-07-02 2015-04-08 天津大学 一种快速制备高强度碳纳米管宏观体的方法
CN109385552B (zh) * 2018-10-31 2020-05-08 哈尔滨工业大学 一种提高铝基复合材料干摩擦磨损性能的方法
CN109440027B (zh) * 2018-10-31 2020-06-23 哈尔滨工业大学 一种晶须表面包覆碳纳米管的混杂预制块制备方法
CN110952043B (zh) * 2019-12-28 2021-04-23 苏州再超冶金制品有限公司 一种SiC晶须增强铁基粉末冶金材料及其制备方法

Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1752287A (zh) * 2005-10-19 2006-03-29 哈尔滨工业大学 提高轻金属及其复合材料表面耐蚀性的稀土转化膜方法
CN101497955A (zh) * 2009-01-24 2009-08-05 哈尔滨工业大学 陶瓷增强体表面涂覆铝基复合材料的制备方法
CN101560658A (zh) * 2009-05-26 2009-10-21 哈尔滨工业大学 轻金属及其复合材料表面形成稀土转化膜的前期预处理工艺

Patent Citations (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1752287A (zh) * 2005-10-19 2006-03-29 哈尔滨工业大学 提高轻金属及其复合材料表面耐蚀性的稀土转化膜方法
CN101497955A (zh) * 2009-01-24 2009-08-05 哈尔滨工业大学 陶瓷增强体表面涂覆铝基复合材料的制备方法
CN101560658A (zh) * 2009-05-26 2009-10-21 哈尔滨工业大学 轻金属及其复合材料表面形成稀土转化膜的前期预处理工艺

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