CN105779815A - 氧化铝颗粒增强铅基复合材料及其制备方法 - Google Patents

氧化铝颗粒增强铅基复合材料及其制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN105779815A
CN105779815A CN201610156112.5A CN201610156112A CN105779815A CN 105779815 A CN105779815 A CN 105779815A CN 201610156112 A CN201610156112 A CN 201610156112A CN 105779815 A CN105779815 A CN 105779815A
Authority
CN
China
Prior art keywords
powder
matrixcomposites
preparation
alumina particle
titanium nitride
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
CN201610156112.5A
Other languages
English (en)
Inventor
刘莉
王爽
邱晶
刘晓东
黄明明
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Suzhou Netshape Composite Materials Co Ltd
Original Assignee
Suzhou Netshape Composite Materials Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Suzhou Netshape Composite Materials Co Ltd filed Critical Suzhou Netshape Composite Materials Co Ltd
Priority to CN201610156112.5A priority Critical patent/CN105779815A/zh
Publication of CN105779815A publication Critical patent/CN105779815A/zh
Pending legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C11/00—Alloys based on lead
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C32/00—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ
    • C22C32/0005—Non-ferrous alloys containing at least 5% by weight but less than 50% by weight of oxides, carbides, borides, nitrides, silicides or other metal compounds, e.g. oxynitrides, sulfides, whether added as such or formed in situ with at least one oxide and at least one of carbides, nitrides, borides or silicides as the main non-metallic constituents

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)

Abstract

本发明公开了一种氧化铝颗粒增强铅基复合材料及其制备方法，该复合材料含有以下质量百分含量的组分：磷粉4～8%，铁粉1～20%，铌粉1～10%，氧化铝2～6%，过氧化钠4～8%，氮化钛5～9%，轻质碳酸钙10～12%，三氧化铱12～14%，硬脂酸钙1～8%，羧甲基纤维素5～10%，其余是铅粉。制备方法：将各成分混匀，烘干，烘干温度为200～300℃，烘干时间10～20min；冷压器中冷压；烧结，烧结温度为600～700℃，压力为2.5～4MPa，保温时间为30～40min。冷却。加入了氧化铝的复合材料的布氏硬度为90.6～93.6，说明氧化铝可以明显提高复合材料的硬度。

Description

氧化铝颗粒增强铅基复合材料及其制备方法
技术领域
本发明属于复合材料领域，尤其涉及一种氧化铝颗粒增强铅基复合材料及其制备方法。
背景技术
铅是柔软和延展性强的弱金属，有毒，也是重金属。铅原本的颜色为青白色，在空气中表面很快被一层暗灰色的氧化物覆盖。可用于建筑、铅酸充电池、弹头、炮弹、焊接物料、钓鱼用具、渔业用具、防辐射物料、奖杯和部份合金，例如电子焊接用的铅锡合金。铅是一种金属元素，可用作耐硫酸腐蚀、防丙种射线、蓄电池等的材料。其合金可作铅字、轴承、电缆包皮等之用，还可做体育运动器材铅球。因此,铅基复合材料已成为金属基复合材料中最常用的、最重要的材料之一。
碳纤维增强铅基复合材料是以碳纤维增强铅基体的金属基复合材料，碳/铅复合材料中碳纤维含量可根据性能要求选取，一般在30％～40％(体积)左右，由于碳纤维(石墨纤维)的加入，明显提高了材料的强度、弹性模量和抗蠕变性能，明显地减小了比量，用体积含量Vf=40％的石墨纤维(P75)增强铅复合材料其相对密度为6.09g/cm3，纵向拉伸强度为290MPa，弹性模量为240GPa。这种材料主要用于核工程中，如核潜艇的大型蓄电池极板，制造方法主要是热压法和液体金属浸渍法直接制成板或零件。但是铅的硬度较低，因此制成的铅基复合材料容易变形。
发明内容
本发明针对现有技术的不足，提供一种氧化铝颗粒增强铅基复合材料及其制备方法，该复合材料的硬度高，不易变形。
为了解决上述技术问题，本发明采用以下技术方案：
氧化铝颗粒增强铅基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：磷粉4～8%，铁粉1～20%，铌粉1～10%，氧化铝2～6%，过氧化钠4～8%，氮化钛5～9%，轻质碳酸钙10～12%，三氧化铱12～14%，硬脂酸钙1～8%，羧甲基纤维素5～10%，其余是铅粉。
作为优选，氧化铝颗粒增强铅基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：磷粉6%，铁粉10.5%，铌粉5.5%，氧化铝4%，过氧化钠6%，氮化钛7%，轻质碳酸钙11%，三氧化铱13%，硬脂酸钙4.5%，羧甲基纤维素7.5%，其余是铅粉。
作为优选，氮化钛为二氮化二钛或四氮化三钛。
氧化铝颗粒增强铅基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将磷粉，铁粉，铌粉，氧化铝，过氧化钠，氮化钛，轻质碳酸钙，三氧化铱，硬脂酸钙，羧甲基纤维素，铅粉混匀，烘干，烘干温度为200～300℃，烘干时间10～20min；
（2）冷压器中冷压；
（3）烧结，烧结温度为600～700℃，烧结压力为2.5～4MPa，保温时间为30～40min；
（4）冷却。
作为优选，步骤（2）冷压压力为800～900MPa。
作为优选，步骤（3）升温速率为90～100℃/min。
原理：氧化铝与铅基体组织结合紧密，减小网孔的大小，提高铅基复合材料的硬度。
有益效果
加入了氧化铝的复合材料的布氏硬度为90.6～93.6，说明氧化铝可以明显提高复合材料的硬度。
具体实施方式
下面通过具体实施例对本发明作进一步详细介绍，但不局限于此。
实施例1
氧化铝颗粒增强铅基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：磷粉6%，铁粉10.5%，铌粉5.5%，氧化铝4%，过氧化钠6%，氮化钛7%，轻质碳酸钙11%，三氧化铱13%，硬脂酸钙4.5%，羧甲基纤维素7.5%，其余是铅粉。
氮化钛为二氮化二钛或四氮化三钛。
氧化铝颗粒增强铅基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将磷粉，铁粉，铌粉，氧化铝，过氧化钠，氮化钛，轻质碳酸钙，三氧化铱，硬脂酸钙，羧甲基纤维素，铅粉混匀，烘干，烘干温度为250℃，烘干时间15min；
（2）冷压器中冷压；
（3）烧结，烧结温度为650℃，烧结压力为3MPa，保温时间为35min；
（4）冷却。
步骤（2）冷压压力为850MPa。
步骤（3）升温速率为95℃/min。
实施例2
氧化铝颗粒增强铅基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：磷粉4%，铁粉1%，铌粉1%，氧化铝2%，过氧化钠4%，氮化钛5%，轻质碳酸钙10%，三氧化铱12%，硬脂酸钙1%，羧甲基纤维素5%，其余是铅粉。
氮化钛为二氮化二钛或四氮化三钛。
氧化铝颗粒增强铅基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将磷粉，铁粉，铌粉，氧化铝，过氧化钠，氮化钛，轻质碳酸钙，三氧化铱，硬脂酸钙，羧甲基纤维素，铅粉混匀，烘干，烘干温度为200℃，烘干时间10min；
（2）冷压器中冷压；
（3）烧结，烧结温度为600℃，烧结压力为2.5MPa，保温时间为30min；
（4）冷却。
步骤（2）冷压压力为800MPa。
步骤（3）升温速率为90℃/min。
实施例3
氧化铝颗粒增强铅基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：磷粉8%，铁粉20%，铌粉10%，氧化铝6%，过氧化钠8%，氮化钛9%，轻质碳酸钙12%，三氧化铱14%，硬脂酸钙8%，羧甲基纤维素10%，其余是铅粉。
氮化钛为二氮化二钛或四氮化三钛。
氧化铝颗粒增强铅基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将磷粉，铁粉，铌粉，氧化铝，过氧化钠，氮化钛，轻质碳酸钙，三氧化铱，硬脂酸钙，羧甲基纤维素，铅粉混匀，烘干，烘干温度为300℃，烘干时间20min；
（2）冷压器中冷压；
（3）烧结，烧结温度为700℃，烧结压力为4MPa，保温时间为40min；
（4）冷却。
步骤（2）冷压压力为900MPa。
步骤（3）升温速率为100℃/min。
实施例4
氧化铝颗粒增强铅基复合材料，含有以下质量百分含量的组分：磷粉7%，铁粉8%，铌粉1%，氧化铝6%，过氧化钠5%，氮化钛7%，轻质碳酸钙10%，三氧化铱14%，硬脂酸钙5%，羧甲基纤维素8%，其余是铅粉。
氮化钛为二氮化二钛或四氮化三钛。
氧化铝颗粒增强铅基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
（1）将磷粉，铁粉，铌粉，氧化铝，过氧化钠，氮化钛，轻质碳酸钙，三氧化铱，硬脂酸钙，羧甲基纤维素，铅粉混匀，烘干，烘干温度为300℃，烘干时间15min；
（2）冷压器中冷压；
（3）烧结，烧结温度为600℃，烧结压力为2.5MPa，保温时间为35min；
（4）冷却。
步骤（2）冷压压力为800MPa。
步骤（3）升温速率为95℃/min。
对比例1
与实施例1相同，不同在于：不加氧化铝。
性能测试试验
材料的硬度：将材料放入HB-3000B布氏硬度试验机上，加载重量为500kg，压头为硬质合金钢球，直径为10mm，保压30s，测试硬度。测试结果见下表1。
表1
实施例1 实施例2 实施例3 实施例4 对比例1
布氏硬度 103 98 101 101 78
结论：对比例1的布氏硬度为78，而加入了氧化铝的复合材料的布氏硬度为98-103，说明氧化铝可以明显提高复合材料的硬度。

Claims (6)

1.氧化铝颗粒增强铅基复合材料，其特征在于，含有以下质量百分含量的组分：磷粉4～8%，铁粉1～20%，铌粉1～10%，氧化铝2～6%，过氧化钠4～8%，氮化钛5～9%，轻质碳酸钙10～12%，三氧化铱12～14%，硬脂酸钙1～8%，羧甲基纤维素5～10%，其余是铅粉。
2.根据权利要求1所述的氧化铝颗粒增强铅基复合材料，其特征在于，含有以下质量百分含量的组分：磷粉6%，铁粉10.5%，铌粉5.5%，氧化铝4%，过氧化钠6%，氮化钛7%，轻质碳酸钙11%，三氧化铱13%，硬脂酸钙4.5%，羧甲基纤维素7.5%，其余是铅粉。
3.根据权利要求1所述的氧化铝颗粒增强铅基复合材料，其特征在于，氮化钛为二氮化二钛或四氮化三钛。
4.基于权利要求1所述的氧化铝颗粒增强铅基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将磷粉，铁粉，铌粉，氧化铝，过氧化钠，氮化钛，轻质碳酸钙，三氧化铱，硬脂酸钙，羧甲基纤维素，铅粉混匀，烘干，烘干温度为200～300℃，烘干时间10～20min；
（2）冷压器中冷压；
（3）烧结，烧结温度为600～700℃，烧结压力为2.5～4MPa，保温时间为30～40min；
（4）冷却。
5.根据权利要求4所述的氧化铝颗粒增强铅基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）冷压压力为800～900MPa。
6.根据权利要求4所述的氧化铝颗粒增强铅基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）升温速率为90～100℃/min。
CN201610156112.5A 2016-03-18 2016-03-18 氧化铝颗粒增强铅基复合材料及其制备方法 Pending CN105779815A (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610156112.5A CN105779815A (zh) 2016-03-18 2016-03-18 氧化铝颗粒增强铅基复合材料及其制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201610156112.5A CN105779815A (zh) 2016-03-18 2016-03-18 氧化铝颗粒增强铅基复合材料及其制备方法

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN105779815A true CN105779815A (zh) 2016-07-20

Family

ID=56394006

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201610156112.5A Pending CN105779815A (zh) 2016-03-18 2016-03-18 氧化铝颗粒增强铅基复合材料及其制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN105779815A (zh)

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0181996A2 (en) * 1984-10-18 1986-05-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Composite material including reinforcing mineral fibers embedded in matrix metal
JPS61253341A (ja) * 1985-05-02 1986-11-11 Toyota Motor Corp アルミナ繊維・アルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料
CN1389326A (zh) * 2002-07-24 2003-01-08 北京工业大学 纳米颗粒增强的锡铅基复合钎料及其制备方法
CN102134664A (zh) * 2010-12-20 2011-07-27 昆明理工大学 一种均匀弥散颗粒增强金属基复合材料及其制备方法
CN104357695A (zh) * 2014-10-22 2015-02-18 苏州莱特复合材料有限公司 钛颗粒增强铝基复合材料及其制备方法

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0181996A2 (en) * 1984-10-18 1986-05-28 Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha Composite material including reinforcing mineral fibers embedded in matrix metal
JPS61253341A (ja) * 1985-05-02 1986-11-11 Toyota Motor Corp アルミナ繊維・アルミナ−シリカ繊維強化金属複合材料
CN1389326A (zh) * 2002-07-24 2003-01-08 北京工业大学 纳米颗粒增强的锡铅基复合钎料及其制备方法
CN102134664A (zh) * 2010-12-20 2011-07-27 昆明理工大学 一种均匀弥散颗粒增强金属基复合材料及其制备方法
CN104357695A (zh) * 2014-10-22 2015-02-18 苏州莱特复合材料有限公司 钛颗粒增强铝基复合材料及其制备方法

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN104842089B (zh) 一种电子封装用高强度无铅复合钎料的制备方法
CN104874803A (zh) 在铜粉表面原位催化固体碳源制备石墨烯/铜复合材料的方法
CN110144500B (zh) 一种含锑高强高韧铝硅合金及制备方法
CN101613944B (zh) 一种用于提高树脂基碳纤维复合材料抗冲击性能的方法
CN103602843A (zh) 碳纳米管增强铝基复合材料
CN111195950B (zh) 木材改性剂、木材改性液及其应用和木材改性处理方法
WO2015067178A1 (zh) 一种金属/织物粘接胶及其制备、使用方法
CN109909504B (zh) 一种多孔泡沫增强金属复合材料及其制备方法
CN108193148A (zh) 一种碳纤维增强金属基复合材料的制备方法
CN1687464A (zh) 钇基重稀土镁复合球化剂
CN105779815A (zh) 氧化铝颗粒增强铅基复合材料及其制备方法
CN105316662A (zh) 一种高体分Sip/Al复合材料耐高温金镀层的制备方法
CN109055838A (zh) 一种高强韧的铝合金材料及其在制备弹壳方面的应用
CN107634205A (zh) 一种磷酸铁锂正极材料的制备方法
CN104328366A (zh) 铁基复合材料及其制备方法
CN106191479A (zh) 一种钨合金的非自耗电弧熔炼制备方法
CN106399878B (zh) 一种碳纤维增强镁基复合材料、制备系统及方法
CN105154770A (zh) 酚醛树脂增强铁基复合材料及其制备方法
CN106590447B (zh) 一种用于粘接动车顶板加强筋的丙烯酸酯胶
CN112802619B (zh) 一种高强钛基硼钨复合屏蔽材料及其制备方法
CN109267044A (zh) 碳化硅颗粒增强铝基复合材料金镀层制备方法及应用
CN109267046A (zh) 碳化硅颗粒增强铝基复合材料金镀层及其制备方法与应用
CN105908118B (zh) 一种在镁合金表面制备Al‑Mg3Sb2复合涂层的方法
CN103484861A (zh) 一种增亮型金属退镀液
CN109020590B (zh) 一种喷雾热解-热压法制备碳纳米管增强氧化铝基复合材料的方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
RJ01 Rejection of invention patent application after publication
RJ01 Rejection of invention patent application after publication

Application publication date: 20160720