CN111070355A - 一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺 - Google Patents

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张磊
陈刚
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Abstract

本发明公开了一种金属铜‑轻木复合材料的制备工艺，首先将轻木进行加热预处理，首先将轻木放置于干燥箱中，处理温度的范围从90‑110℃，处理时间2‑24 h。配置醋酸铜溶液，加入一定量的葡萄糖。然后将热处理后的轻木放置到配置好的醋酸铜‑葡萄糖溶液放入到反应釜中，处理温度为110‑180℃，处理时间6‑48 h。最后，将处理后的轻木样品放在鼓风干燥机中进行干燥处理，在以下50℃保温12‑36 h，并随炉冷却到室温，最终干燥至试样重量不变。本发明的轻木的金属‑复合材料处理工艺，轻木的绝干密度仅为0.16 g/cm3，其结构疏松，有利于铜溶液的进入，因此轻木具有较好的浸注性能。本专利处理工艺简单、处理安全可靠、不释放有害气体、操作方便，所得轻木的耐老化性能好。

Description

一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺
技术领域
本发明涉及复合材料制备技术领域，具体为一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺。
背景技术
复合材料是指2种或两种以上物理和化学性质不同的物质组合而成的一种多相固体材料，各种材料之间保持相对的独立性。复合材料按用途可分为结构型复合材料和功能型复合材料，结构复合材料主要用作承力和次承力结构，要求它质量较轻、强度大和刚度高，在某种情况下还要求要绝热性能好或耐腐蚀等其他性能；功能型复合材料是指除力学性能外还提供其他物理性能，甚至包括一些化学和生物功能的复合材料，如导电、超导、半导、磁性、压电、阻尼、吸波、屏蔽、阻燃和隔热等功能，它主要是由功能体一种或多种填充材料(如无机和有机材料等)和基体组成，在单一功能体的复合材料中，功能性质由功能体提供；基体主要是起到粘接的作用，也会对复合材料整体的物理性能有很大影响。
以木材和金属为材料，具有优越的抗静电和电磁屏蔽性能。金属化木材是指采用低熔点合金以熔融状态渗入到木材细胞中，冷却固化后与木材共同构成的复合材料。金属化木材可广泛用于很多特殊场合，如作为轴承材料、抗静电、导电及电磁屏蔽材料等材料。木质复合材料是以木质材料为主，复合其它的增强材料或功能材料而成为具有承受一定载荷的或具有某些特定性能的复合新材料。木质复合材料是当前速生林木材改性及高效利用的重要途径。
轻木 (英文称作balsa)，属木棉科，被认为是世界上重量最轻的木材。干燥状态时轻木重量一般为90-220 kg/m3。另外，轻木具有保温隔热、隔音吸声、稳定、弹性好等优点，是作为夹层板芯的理想材料。现轻木夹层板已被广泛应用于军事工业、交通业、航空航天、筑业等领域。目前，轻木与金属铜的复合材料的研究还比较少，具有研究价值。
发明内容
本发明的目的在于提供一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
A、首先将轻木放置于干燥箱中进行热处理；
B、然后将热处理后的轻木放置于醋酸铜的悬浮溶液中进行处理；
C、处理完成后的轻木样品放在鼓风干燥机中进行干燥处理；
D、最终干燥至试样重量不变。
优选的，所述步骤A中处理温度范围90-110℃，处理时间2-24 h。
优选的，所述步骤B醋酸铜的悬浮溶液采用醋酸铜-葡萄糖溶液，醋酸铜-葡萄糖溶液处理温度110-180 oC，处理时间6-48h；醋酸铜与葡萄糖的摩尔比为1:1-1:3，所述醋酸铜的浓度为5%-10%。
优选的，所述步骤C中干燥温度为50℃-60℃，保温12 h-36 h，并随炉冷却到室温。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明的轻木的金属-复合材料处理工艺，轻木的绝干密度仅为0.16 g/cm3，其结构疏松，有利于铜溶液的进入，因此轻木具有较好的浸注性能。本专利处理工艺简单、处理安全可靠、不释放有害气体、操作方便，所得轻木的耐老化性能好。
附图说明
图1为本发明复合材料处理前后的x射线衍射图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例一：
请参阅图1，本发明提供如下技术方案：一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
A、首先将轻木放置于干燥箱中进行热处理；
B、然后将热处理后的轻木放置于醋酸铜的悬浮溶液中进行处理；
C、处理完成后的轻木样品放在鼓风干燥机中进行干燥处理；
D、最终干燥至试样重量不变。
本实施例中，步骤A中处理温度范围100℃，处理时间12h。
本实施例中，步骤B醋酸铜的悬浮溶液采用醋酸铜-葡萄糖溶液，醋酸铜-葡萄糖溶液处理温度110oC，处理时间8h；醋酸铜与葡萄糖的摩尔比为1:2，所述醋酸铜的浓度为5%。
本实施例中，步骤C中干燥温度为52℃，保温10 h，并随炉冷却到室温。
实施例二：
一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
A、首先将轻木放置于干燥箱中进行热处理；
B、然后将热处理后的轻木放置于醋酸铜的悬浮溶液中进行处理；
C、处理完成后的轻木样品放在鼓风干燥机中进行干燥处理；
D、最终干燥至试样重量不变。
本实施例中，步骤A中处理温度范围110℃，处理时间12h。
本实施例中，步骤B醋酸铜的悬浮溶液采用醋酸铜-葡萄糖溶液，醋酸铜-葡萄糖溶液处理温度170oC，处理时间7h；醋酸铜与葡萄糖的摩尔比为1:2，所述醋酸铜的浓度为10%。
本实施例中，步骤C中干燥温度为50℃，保温14 h，并随炉冷却到室温。
实施例三：
一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
A、首先将轻木放置于干燥箱中进行热处理；
B、然后将热处理后的轻木放置于醋酸铜的悬浮溶液中进行处理；
C、处理完成后的轻木样品放在鼓风干燥机中进行干燥处理；
D、最终干燥至试样重量不变。
本实施例中，步骤A中处理温度范围95℃，处理时间8h。
本实施例中，步骤B醋酸铜的悬浮溶液采用醋酸铜-葡萄糖溶液，醋酸铜-葡萄糖溶液处理温度120oC，处理时间10h；醋酸铜与葡萄糖的摩尔比为1:3，所述醋酸铜的浓度为7%。
本实施例中，步骤C中干燥温度为58℃，保温20 h，并随炉冷却到室温。
实施例四;
一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
A、首先将轻木放置于干燥箱中进行热处理；
B、然后将热处理后的轻木放置于醋酸铜的悬浮溶液中进行处理；
C、处理完成后的轻木样品放在鼓风干燥机中进行干燥处理；
D、最终干燥至试样重量不变。
本实施例中，步骤A中处理温度范围105℃，处理时间10h。
本实施例中，步骤B醋酸铜的悬浮溶液采用醋酸铜-葡萄糖溶液，醋酸铜-葡萄糖溶液处理温度160oC，处理时间12h；醋酸铜与葡萄糖的摩尔比为1:1，所述醋酸铜的浓度为7%。
本实施例中，步骤C中干燥温度为54℃，保温23h，并随炉冷却到室温。
实施例五：
一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
A、首先将轻木放置于干燥箱中进行热处理；
B、然后将热处理后的轻木放置于醋酸铜的悬浮溶液中进行处理；
C、处理完成后的轻木样品放在鼓风干燥机中进行干燥处理；
D、最终干燥至试样重量不变。
本实施例中，步骤A中处理温度范围98℃，处理时间10h。
本实施例中，步骤B醋酸铜的悬浮溶液采用醋酸铜-葡萄糖溶液，醋酸铜-葡萄糖溶液处理温度130oC，处理时间20h；醋酸铜与葡萄糖的摩尔比为1:1，所述醋酸铜的浓度为9%。
本实施例中，步骤C中干燥温度为57℃，保温30 h，并随炉冷却到室温。
实施例六：
一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺，包括以下步骤：
A、首先将轻木放置于干燥箱中进行热处理；
B、然后将热处理后的轻木放置于醋酸铜的悬浮溶液中进行处理；
C、处理完成后的轻木样品放在鼓风干燥机中进行干燥处理；
D、最终干燥至试样重量不变。
本实施例中，步骤A中处理温度范围100℃，处理时间16h。
本实施例中，步骤B醋酸铜的悬浮溶液采用醋酸铜-葡萄糖溶液，醋酸铜-葡萄糖溶液处理温度140oC，处理时间30h；醋酸铜与葡萄糖的摩尔比为1:2，所述醋酸铜的浓度为7%。
本实施例中，步骤C中干燥温度为55℃，保温20 h，并随炉冷却到室温。
本发明的轻木的金属-复合材料处理工艺，轻木的绝干密度仅为0.16 g/cm3，其结构疏松，有利于铜溶液的进入，因此轻木具有较好的浸注性能。本专利处理工艺简单、处理安全可靠、不释放有害气体、操作方便，所得轻木的耐老化性能好。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (4)

1.一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺，其特征在于：包括以下步骤：
A、首先将轻木放置于干燥箱中进行热处理；
B、然后将热处理后的轻木放置于醋酸铜的悬浮溶液中进行处理；
C、处理完成后的轻木样品放在鼓风干燥机中进行干燥处理；
D、最终干燥至试样重量不变。
2.根据权利要求1所述的一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤A中处理温度范围90-110℃，处理时间2-24 h。
3.根据权利要求1所述的一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤B醋酸铜的悬浮溶液采用醋酸铜-葡萄糖溶液，醋酸铜-葡萄糖溶液处理温度110-180 oC，处理时间6-48h；醋酸铜与葡萄糖的摩尔比为1:1-1:3，所述醋酸铜的浓度为5%-10%。
4.根据权利要求1所述的一种金属铜-轻木复合材料的制备工艺，其特征在于：所述步骤C中干燥温度为50℃-60℃，保温12 h-36 h，并随炉冷却到室温。
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