CN109338253B - 一种制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置及制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置及制备方法，箱体内水平固定有过滤网，过滤网将箱体分隔为上和下两层，过滤网下侧设有纤维收集屉，纤维收集屉通过滑道连接在箱体上，纤维收集屉能够从箱体的一侧抽出，箱体的内部上层的侧壁固定有进纤维装置。从进纤维装置的进风口处通入气流，将进纤维装置内腔中的碳纤维从滤网中吹入到箱体内；纤维落在过滤网上，会将已经发生小团聚的纤维过滤掉，经过过滤网过滤后的纤维落入纤维收集屉中，抽拉出纤维收集屉，即可方便对分散后的纤维进行收集。本发明具有操作简洁、安全系数高的特性，碳纤维分散均匀且分散程度高，纤维取向多样等优点。

Description

一种制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置及制备方法
技术领域
本发明涉及金属基复合材料的制备领域，尤其涉及一种制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置及制备方法。
背景技术
在短碳纤维增强铝基复合材料的制备过程中，首先将表面金属化后的短碳纤维加入到融熔铝中，然后通过一些外场手段将纤维在铝液进行分散，制备出金属基复合材料。但是在制备过程中纤维的分散性以及纤维的分散取向问题严重影响着碳纤维铝基复合材料的力学性能及应用。采用碳纤维预分散的方法首先对碳纤维进行一个制备前的预分散处理可以大大的增加纤维的分散度及多取向问题，减少纤维团聚问题，使得后期制备复合材料时，纤维可以更好的分散，达到提高碳纤维金属基复合材料力学性能的目的。
发明内容
发明目的
本发明提供一种制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置及制备方法，目的在于使金属基复合材料制备时加入的碳纤维具有一个大的分散度和一个多取向性，提高之后纤维在铝液中的分散性，获得高质量碳纤维金属基复合材料。
技术方案
一种制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置，其特征在于：包括箱体、进纤维装置、过滤网和纤维收集屉，箱体内水平固定有过滤网，过滤网将箱体分隔为上和下两层，过滤网下侧设有纤维收集屉，纤维收集屉通过滑道连接在箱体上，纤维收集屉能够从箱体的一侧抽出，箱体的内部上层的侧壁固定有进纤维装置。
所述箱体的内部下层固定有一个振动器，振动器与箱体连接。
所述进纤维装置的进风口通过进纤维风道连接箱体外侧，进纤维装置的出风口安装有滤网。
所述箱体为长方体的结构，进纤维装置位于长方体箱体的四个侧壁，四个侧壁的进纤维装置等高，相对的进纤维装置的出风口不相对。
所述进纤维装置为进风口直径小、出风口直径大的似漏斗状。
所述滤网为交错排布矩形格密布的网。
所述滤网为密布圆形孔的网。
所述圆形孔为入风侧直径小于出风侧直径的似漏斗状的孔。
所述箱体的上端面与箱体外侧连通并固定有分散筒，分散筒侧壁中下部位为密布出风小孔。
一种使用如所述的预分散装置制备分散短碳纤维的方法，其特征在于：从进纤维装置的进风口处通入气流，将进纤维装置内腔中的碳纤维从滤网中吹入到箱体内；纤维落在过滤网上，会将已经发生小团聚的纤维过滤掉，经过过滤网过滤后的纤维落入纤维收集屉中，抽拉出纤维收集屉，即可方便对分散后的纤维进行收集。
优点及效果
本发明所述的制备装置相比于传统短碳纤维金属基复合材料制备装置具有操作简洁、安全系数高的特性，本发明所述制备方法相比于传统制备方法具有，碳纤维分散均匀且分散程度高，纤维取向多样等优点。
附图说明
图1为制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置；
图2为进纤维装置；
图3为分散和振动装置；
图4为进纤维装置平面示意图；
图5为矩形格滤网；
图6为圆形孔滤网；
图7为圆形孔的结构和空气流动示意图。
附图标记说明：
1.进纤维装置、2.分散筒、3.过滤网、4.纤维收集屉、5.振动器、6.箱体、7.进风口、8.滤网、9.进纤维风道。
具体实施方式
下面结合附图对本发明做进一步的说明：
实施例1
如图1、图2、图3、图4和图5所示，一种制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置，包括箱体6、进纤维装置1、过滤网3和纤维收集屉4，箱体6为长方体的结构，箱体6内水平固定有过滤网3，过滤网3将箱体6分隔为上和下两层，过滤网下侧设有纤维收集屉4，纤维收集屉4通过滑道连接在箱体6上，纤维收集屉4能够从箱体的一侧抽出，纤维收集屉4的抽出侧设有拉手，长方体的箱体6内部上层的四个侧壁固定有进纤维装置1，四个侧壁的进纤维装置1等高，相对的进纤维装置1的出风口不相对（也可以称作错位相对）。进纤维装置1为进风口直径小、出风口直径大的似漏斗状。进纤维装置1的进风口7通过进纤维风道9连接箱体外侧，进纤维装置1的出风口安装有滤网8，滤网8为交错排布矩形格密布的网。箱体6的内部下层固定有一个振动器5，振动器5与箱体6连接，振动器5高频震动带动箱体6高频震动，进而也带动了过滤网3高频震动。箱体6的上端面与箱体6外侧连通并固定有分散筒2，分散筒2侧壁中下部位为密布出风小孔。使用该装置可均匀分散出短碳纤维。
实施例2
如图1、图2、图3、图4和图5所示，将滤网8的结构替换为密布圆形孔的网，圆形孔为入风侧直径小于出风侧直径的似漏斗状的孔。其他结构不便，可分散出分散效果更好的短碳纤维。
使用如上所述2种实施例的预分散装置制备分散短碳纤维的方法：从进纤维装置1的进风口7处通入气流，将进纤维装置1内腔中的碳纤维从滤网8中吹入到箱体6内；通入气流为10ml/min-500ml/min，滤网孔径为0.1mm-5mm。在短碳纤维进入箱体6后，在落到过滤网3上，如果中间易发生团聚，则启动分散筒2，分散筒2吹出的气流会对短碳纤维进行分散，分散筒的出风小孔孔径为0.01mm-2mm，气流大小为0.1ml/min-50ml/min；分散筒直径为10mm-80mm；分散筒高度为50mm-250mm。纤维落在过滤网3上，会将已经发生小团聚的纤维过滤掉，过滤网3通过振动器5的振动，使得滤过的纤维更加松散，过滤网3孔径为0.5mm-15mm,振动频率为10Hz-80Hz。经过过滤网3过滤后的纤维落入纤维收集屉中4，抽拉出纤维收集屉4，即可方便对分散后的纤维进行收集。

Claims (9)

1.一种制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置，其特征在于：包括箱体、进纤维装置、过滤网和纤维收集屉，箱体内水平固定有过滤网，过滤网将箱体分隔为上和下两层，过滤网下侧设有纤维收集屉，纤维收集屉通过滑道连接在箱体上，纤维收集屉能够从箱体的一侧抽出，箱体的内部上层的侧壁固定有进纤维装置；所述箱体的内部下层固定有一个振动器，振动器与箱体连接。
2.根据权利要求1所述的制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置，其特征在于：所述进纤维装置的进风口通过进纤维风道连接箱体外侧，进纤维装置的出风口安装有滤网。
3.根据权利要求2所述的制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置，其特征在于：所述箱体为长方体的结构，进纤维装置位于长方体箱体的四个侧壁，四个侧壁的进纤维装置等高，相对的进纤维装置的出风口不相对。
4.根据权利要求2所述的制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置，其特征在于：所述进纤维装置为进风口直径小、出风口直径大的似漏斗状。
5.根据权利要求4所述的制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置，其特征在于：所述滤网为交错排布矩形格密布的网。
6.根据权利要求4所述的制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置，其特征在于：所述滤网为密布圆形孔的网。
7.根据权利要求6所述的制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置，其特征在于：所述圆形孔为入风侧直径小于出风侧直径的似漏斗状的孔。
8.根据权利要求1所述的制备短碳纤维铝基复合材料的预分散装置，其特征在于：所述箱体的上端面与箱体外侧连通并固定有分散筒，分散筒侧壁中下部位为密布出风小孔。
9.一种使用如权利要求1所述的预分散装置制备分散短碳纤维的方法，其特征在于：从进纤维装置的进风口处通入气流，将进纤维装置内腔中的碳纤维从滤网中吹入到箱体内；纤维落在过滤网上，会将已经发生小团聚的纤维过滤掉，经过过滤网过滤后的纤维落入纤维收集屉中，抽拉出纤维收集屉，即可方便对分散后的纤维进行收集。
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