CN103898348B - 一种泡沫铝材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种泡沫铝材料的制备方法。该方法步骤为：1）凹凸棒土的预处理活化；2）纳米凹凸棒土/泡沫铝复合材料的制备。本发明与现有技术相比，具有的优点在于：1）对凹凸棒土进行活化处理，可改善凹凸棒土粉末的表面性能，提高其分散效果。2）凹凸棒土具有特殊的纤维结构，可发挥其在泡沫铝中的增强、增韧效应，提高泡沫铝材料的力学性能和耐久性能。3）凹凸棒土矿土储量丰富、价格低廉，本发明进一步拓展了其应用领域。

Description

一种泡沫铝材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种泡沫铝材料的制备方法，具体涉及一种纳米凹凸棒土改性泡沫铝合材料的制备方法。
背景技术
泡沫铝是一种新型功能材料，它是金属铝基体中分散着无数气泡的类似泡沫状的超轻金属材料，一般孔隙率为40%～98%。它比重小、耐热、吸音、抗震、有特殊的物理和化学性能，在机械、电子、建筑、交通运输、轻化工、军工等领域有广泛的应用前景，如用作轻质装潢建筑材料、轻化工填料及催化剂、热交换器、阻燃材料、隔音消声、减震抗冲、电磁屏蔽等。
我国对泡沫铝的制备工艺的基础研究也进行了一些探索性的工作，并取得了一定的进展。文献（周全，吴蒙，碳酸镁发泡剂制备泡沫铝的研究，铸造技术，2（30），257～259.）公开了一种泡沫铝，其选用ZL102合金为主体原料，钙为增粘剂，碳酸镁为发泡剂，采用直接发泡法制备出低密度、高孔隙率的泡沫铝。专利CN103320639公开了一种泡沫铝的制备方法，其将铝屑颗粒和发泡剂混合制备泡沫铝，具有成本低的优点。
发明内容
本发明的目的在于针对现有技术中的泡沫铝韧性较差的问题提供一种纳米凹凸棒土/泡沫铝复合材料。
实现本发明目的的技术方案为：一种泡沫铝材料的制备方法，其具体步骤如下：
（1）凹凸棒土的预处理活化
将凹凸棒土置于1.0～2.0mol·L-1的酸溶液中1～3小时，经过滤、干燥、粉碎后，在250～450℃条件下热处理2～3小时，得到活化后的凹凸棒土；
（2）纳米凹凸棒土/泡沫铝复合材料的制备
按质量比例将Al粉、Al2O3粉、发泡剂在球磨机中球磨4～6小时，然后加入纳米凹凸棒土继续搅拌1～3小时，干燥成型，最后进行高温烧结。
本发明的制备方法中，步骤（1）所述的酸溶液为硫酸、硝酸或盐酸中的一种或几种。
步骤（2）所述的Al粉、Al2O3粉、发泡剂和纳米凹凸棒土，按质量百分比表示，Al粉45%～58%，Al2O3粉15%～32%，发泡剂2%～8%，纳米凹凸棒土5%～15%。
本发明所述的发泡剂为白云石、碳酸钙、硫酸钙或碳粉中的一种或几种。
本发明所述的高温烧结温度为600～800℃，烧结时间为5分钟～30分钟。
本发明与现有技术相比，具有的优点在于：1）对凹凸棒土进行活化处理，可改善凹凸棒土粉末的表面性能，提高其分散效果。2）凹凸棒土具有特殊的纤维结构，可发挥其在泡沫铝中的增强、增韧效应，提高泡沫铝材料的力学性能和耐久性能。3）凹凸棒土矿土储量丰富、价格低廉，本发明进一步拓展了其应用领域。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明做进一步地说明，但本发明不限于这些实施例。
实施例1
（1）凹凸棒土的预处理活化
将凹凸棒土置于1.0mol·L-1的硫酸溶液中3小时，经过滤、干燥、粉碎后，在250℃条件下热处理2小时，得到活化后的凹凸棒土。
（2）纳米凹凸棒土/泡沫铝复合材料的制备
选取Al粉50%、Al2O3粉29%、白云石6%，破碎混合，在球磨机中球磨4小时，然后加入纳米凹凸棒土15%，继续搅拌2小时，干燥成型，最后经发泡温度600℃进行烧结，烧结时间为30分钟。
实施例2
（1）凹凸棒土的预处理活化
将凹凸棒土置于2.0mol·L-1的盐酸溶液中2小时，经过滤、干燥、粉碎后，在300℃条件下热处理2小时，得到活化后的凹凸棒土。
（2）纳米凹凸棒土/泡沫铝复合材料的制备
选取Al粉58%、Al2O3粉31%、碳酸钙2%，破碎混合，在球磨机中球磨6小时，然后加入纳米凹凸棒土9%，继续搅拌1小时，干燥成型，最后经发泡温度700℃进行烧结，烧结时间为15分钟。
实施例3
（1）凹凸棒土的预处理活化
将凹凸棒土置于3.0mol·L-1的盐酸溶液中1小时，经过滤、干燥、粉碎后，在450℃条件下热处理3小时，得到活化后的凹凸棒土。
（2）纳米凹凸棒土/泡沫铝复合材料的制备
选取Al粉45%、Al2O3粉32%、硫酸钙8%，破碎混合，在球磨机中球磨6小时，然后加入纳米凹凸棒土15%，继续搅拌1小时，干燥成型，最后经发泡温度700℃进行烧结，烧结时间为15分钟。
实施例4
（1）凹凸棒土的预处理活化
将凹凸棒土置于1.0mol·L-1的硝酸溶液中1小时，经过滤、干燥、粉碎后，在300℃条件下热处理2小时，得到活化后的凹凸棒土。
（2）纳米凹凸棒土/泡沫铝复合材料的制备
选取Al粉54%、Al2O3粉32%、碳粉8%，破碎混合，在球磨机中球磨5小时，然后加入纳米凹凸棒土6%，继续搅拌3小时，干燥成型，最后经发泡温度800℃进行烧结，烧结时间为5分钟。
本发明并不局限于以上实施例，实施例1～4仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的实质情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (2)

1.一种泡沫铝材料的制备方法，其特征在于具体步骤如下：
1）凹凸棒土的预处理活化
将凹凸棒土置于1.0～2.0mol·L-1的酸溶液中1～3小时，经过滤、干燥、粉碎后，在250～450℃条件下热处理2～3小时，得到活化后的纳米凹凸棒土；
2）纳米凹凸棒土/泡沫铝复合材料的制备
按质量比例将Al粉、Al2O3粉、发泡剂在球磨机中球磨4～6小时，然后加入步骤1）制得的纳米凹凸棒土继续搅拌1～3小时，干燥成型，最后进行高温烧结；
其中，步骤（2）所述的Al粉、Al2O3粉、发泡剂和纳米凹凸棒土，按质量百分比表示，Al粉45%～58%，Al2O3粉15%～32%，发泡剂2%～8%，纳米凹凸棒土5%～15%；所述的发泡剂为白云石、碳酸钙、硫酸钙或碳粉中的一种或几种；所述的高温烧结温度为600～800℃，烧结时间为5分钟～30分钟。
2.根据权利要求1所述的一种泡沫铝材料的制备方法，其特征在于：步骤（1）所述的酸溶液为硫酸、硝酸或盐酸中的一种或几种。
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