CN117737618A - 玄武岩纤维增强基复合铝材及其制备方法和汽车 - Google Patents
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Abstract
本申请涉及铝材技术领域，特别是涉及一种玄武岩纤维增强基复合铝材及其制备方法和汽车。一种玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法，包括如下步骤：在玄武岩纤维的表面镀银，得到镀银玄武岩纤维；以所述镀银玄武岩纤维为阴极，以金属镍板为阳极，置于镍电镀液中通电进行电镀镍，得到表面镀镍玄武岩纤维；及将所述表面镀镍玄武岩纤维与铝粉混合，再进行热等静压处理，得到玄武岩纤维增强基复合铝材。该玄武岩纤维增强基复合铝材具有更高的强度和耐高温性能，可以应用于汽车中某些对于强度、耐高温性能具有较高要求的结构件。
Description
技术领域
本申请涉及铝材技术领域，特别是涉及一种玄武岩纤维增强基复合铝材及其制备方法和汽车。
背景技术
铝材的应用非常广泛，例如常用于汽车对力学性能要求高的结构件部位。随着汽车对某些结构件的强度、耐高温性能等要求越来越高，单纯的铝材已经不能完全满足汽车的性能要求。因此人们致力于研发复合铝材，以满足日益增长的强度和耐高温性能需求。故而，传统技术仍待发展。
发明内容
基于此，有必要提供一种拉伸强度和耐高温性能更高的玄武岩纤维增强基复合铝材及其制备方法和汽车。
本申请是通过如下的技术方案实现的。
本申请的一个方面，提供了一种玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法，包括如下步骤：
在玄武岩纤维的表面镀银，得到镀银玄武岩纤维；
以所述镀银玄武岩纤维为阴极，以金属镍板为阳极，置于镍电镀液中通电进行电镀镍，得到表面镀镍玄武岩纤维；及，
将所述表面镀镍玄武岩纤维与铝粉混合，再进行热等静压处理，得到玄武岩纤维增强基复合铝材。
在本申请的其中一些实施例中，所述电镀镍的电流密度40~60A/dm2，通电时间为10~30min。
在本申请的其中一些实施例中，所述镍电镀液中包括硫酸镍180~230g/L、氯化镍50~60g/L及硼酸28~35g/L。
在本申请的其中一些实施例中，所述表面镀镍玄武岩纤维与所述铝粉的质量比为1：（1~2）。
在本申请的其中一些实施例中，所述热等静压处理的温度500~600℃，压力为150~200MPa，保温保压时间为2~2.5h。
在本申请的其中一些实施例中，所述玄武岩纤维的直径为10~20μm，所述玄武岩纤维的长度为1~6mm；和/或，
所述镀银玄武岩纤维中，银镀层的厚度为0.1~5μm；和/或，
所述表面镀镍玄武岩纤维中，镍镀层的厚度为0.025~0.1mm。
在本申请的其中一些实施例中，所述在玄武岩纤维的表面镀银的步骤中的银电镀液包括氧化液和还原液，所述氧化液包括[Ag（NH3）2]NO3、NaOH和水，所述还原液包括葡萄糖、水、乙醇和Na2S2O3。
在本申请的其中一些实施例中，在玄武岩纤维的表面镀银的步骤之前，还包括如下步骤：
将所述玄武岩纤维在氢氧化钠溶液浸泡进行粗化，然后再浸入氯化锡敏化液中，水洗后干燥。
本申请的另一个方面，提供了一种玄武岩纤维增强基复合铝材，采用上述任一所述的玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法制得；或者，
所述玄武岩纤维增强基复合铝材包括铝基材以及分布于所述铝基材中的表面镀镍玄武岩纤维，所述表面镀镍玄武岩纤维包括玄武岩纤维基材以及依次包覆在所述玄武岩纤维基材表面上的镀银层和镀镍层。
本申请的另一个方面，提供了一种汽车，包含有上述的玄武岩纤维增强基复合铝材。
玄武岩纤维取自玄武岩矿石，其拉伸强度、耐热性能强于铝材，采用玄武岩纤维作为增强基与金属铝复合形成复合铝材，以提高铝材的强度和耐高温性能，进而可满足汽车的结构件对铝材更高的性能要求。然而在实际生产中发现，玄武岩纤维由于其非金属性，其与铝材的界面润湿性及结合状态成为该类复合铝材发展的障碍，传统的制备工艺难以制得拉伸强度和耐高温性能较好的玄武岩纤维增强基复合铝材。
上述玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法通过在玄武岩纤维的表面镀银，提高玄武岩纤维的导电性，然后以镀银玄武岩纤维为阴极，以金属镍板为阳极，置于镍电镀液中通电进行电镀镍，得到表面镀镍玄武岩纤维，以提高表面镀镍玄武岩纤维和铝材的润湿性和结合性，最后通过热等静压技术将镀镍玄武岩纤维和铝粉复合成型，形成玄武岩纤维增强基复合铝材。该玄武岩纤维增强基复合铝材具有更高的拉伸强度和耐高温性能，可以应用于汽车中某些对于强度、耐高温性能具有较高要求的结构件。
具体实施方式
为了便于理解本申请，下面将对本申请进行更全面的描述，并给出了本申请的较佳实施例。但是，本申请可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。应当理解，提供这些实施例的目的是使对本申请的公开内容的理解更加透彻全面。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本申请的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本申请。本文所使用的术语“和／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请所公开的“范围”可以采用下限和上限的形式来限定，给定范围是通过选定一个下限和一个上限进行限定的，选定的下限和上限限定了特别范围的边界。这种方式进行限定的范围可以是包括端值或不包括端值的，任一个端值可以独立地被包括或不被包括，并且可以进行任意地组合，即任何下限可以与任何上限组合形成一个范围。例如，如果针对特定参数列出了60-120和80-110的范围，理解为60-110和80-120的范围也是预料到的。此外，如果列出的最小范围值1和2，且如果还列出了最大范围值3，4和5，则下面的范围可全部预料到：1-3、1-4、1-5、2-3、2-4和2-5。在本申请中，除非有其他说明，数值范围“a-b”表示a到b之间的任意实数组合的缩略表示，其中a和b都是实数。例如数值范围“0-5”表示本文中已经全部列出了“0-5”之间的全部实数，“0-5”只是这些数值组合的缩略表示。另外，当表述某个参数为≥2的整数，则相当于列出了该参数为例如整数2、3、4、5、6、7、8、9、10、11、12等。比如，当表述某个参数为选自“2-10”的整数，相当于列出了整数2、3、4、5、6、7、8、9和10。
本申请中涉及“多个”、“多种”等，如无特别限定，指在数量上大于2或等于2。例如，“一种或多种”表示一种或大于等于两种。
如果没有特别的说明，本申请的所有实施方式以及可选实施方式可以相互组合形成新的技术方案。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本申请的至少一个实施例或实施方式中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。在本文中提及的“实施方式”具有类似理解。
本领域技术人员可以理解，在各实施方式或实施例的方法中，各步骤的撰写顺序并不意味着严格的执行顺序而对实施过程构成任何限定，各步骤的详细执行顺序应当以其功能和可能的内在逻辑确定。如果没有特别的说明，本申请的所有步骤可以顺序进行，也可以随机进行，优选是顺序进行的。例如，所述方法包括步骤(a)和(b)，表示所述方法可包括顺序进行的步骤(a)和(b)，也可以包括顺序进行的步骤(b)和(a)。例如，所述提到所述方法还可包括步骤(c)，表示步骤(c)可以任意顺序加入到所述方法，例如，所述方法可以包括步骤(a)、(b)和(c)，也可包括步骤(a)、(c)和(b)，也可以包括步骤(c)、(a)和(b)等。
在本申请中，以“含有”、“包含”、“包括”等词语描述的开放式技术特征或技术方案中，如无其他说明，不排除所列成员之外的额外成员，可视为既提供了由所列成员构成的封闭式特征或方案，还提供了在所列成员之外还包括额外成员的开放式特征或方案。例如，A包括a1、a2和a3，如无其他说明，可以还包括其他成员，也可以不包括额外成员，可视为既提供了“A由a1、a2和a3组成”的特征或方案，还提供了“A不仅包括a1、a2和a3，还包括其他成员”的特征或方案。在本申请中，如无其他说明，A（如B），表示B为A中的一种非限制性示例，可以理解A不限于为B。
玄武岩纤维取自玄武岩矿石，其拉伸强度、耐热性能强于铝材，采用玄武岩纤维作为增强基与金属铝复合形成玄武岩纤维增强基复合铝材，以提高铝材的强度和耐高温性能，进而可满足汽车的结构件对铝材更高的性能要求。然而在实际生产中发现，玄武岩纤维由于其非金属性，其与铝材的界面润湿性及结合状态成为该类玄武岩纤维增强基复合铝材发展的障碍，传统的制备工艺难以制得强度和耐高温性能较好的玄武岩纤维增强基复合铝材。
本申请的一实施方式提供了一种玄武岩纤维增强基复合铝材及其制备方法。下面结合制备方法对玄武岩纤维增强基复合铝材进行详细介绍。本申请的一实施方式的玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法包括如下步骤S10~ S30。
S10、在玄武岩纤维的表面镀银，得到镀银玄武岩纤维。
在本申请的其中一些实施例中，玄武岩纤维的直径为10~20μm，作为示例可为10μm、12μm、15μm、18μm、20μm。进一步地，玄武岩纤维的长度为1~6mm，作为示例可为1、2、3、4、5、6mm，更进一步为1~5mm，更进一步为1~3mm或4~6mm。
在本申请的其中一些实施例中，镀银玄武岩纤维中，银镀层的厚度为0.1~5μm，作为示例可为0.1μm、0.5μm、1μm、2μm、3μm、4μm、5μm。
在本申请的其中一些实施例中，在玄武岩纤维的表面镀银的步骤中的银电镀液包括氧化液和还原液，氧化液包括[Ag(NH3)2]NO3、NaOH和水；还原液包括葡萄糖、乙醇和Na2S2O3。在玄武岩纤维的表面镀银之前，将氧化液和还原液混合，得到银电镀液。
进一步地，氧化液中，[Ag(NH3)2]NO3的浓度为10wt%~30wt%，作为示例可为10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%；进一步地，氧化液中NaOH的浓度为10wt%~30wt%，作为示例可为10wt%、15wt%、20wt%、25wt%、30wt%。
进一步地，还原液中，葡萄糖的浓度为10wt%~20wt%，作为示例可为10wt%、15wt%、20wt%。进一步地，还原液中，Na2S2O3的浓度为10mg/L~20mg/L，作为示例可为15mg/L。
进一步地，氧化液和还原液的混合体积比为1：2。
进一步地，上述银电镀液的配置步骤包括如下步骤：将[Ag(NH3)2]NO3水溶液与NaOH水溶液混合制成氧化液；在葡萄糖溶液中加入无水乙醇及Na2S2O3 ·5H2O溶液制成还原液；然后将氧化液和还原液混合即可。
在本申请的其中一些实施例中，在玄武岩纤维的表面镀银的步骤之前，还包括如下步骤：将玄武岩纤维在氢氧化钠溶液浸泡进行粗化，然后再浸入氯化锡敏化液中，水洗后干燥。通过粗化可以提高玄武岩纤维的表面粗糙度，进而提高步骤S10中银镀层的附着性。进一步通过浸入氯化锡敏化液中，水洗后干燥进行敏化处理，可以进一步提高步骤S10中银镀层的附着性。
进一步地，粗化步骤采用的氢氧化钠水溶液即可；进一步地，粗化步骤采用的氢氧化钠水溶液的质量含量为65%~75%，例如可为65%、70%、75%。进一步地，粗化的温度为70~90℃，作为示例可为70℃、80℃、90℃。
进一步地，氯化锡敏化液中氯化锡的浓度为60~80g/L。进一步地，氯化锡敏化液中还包含有HCl。在一示例中，氯化锡敏化液的配置过程包括如下步骤：在质量含量4%~5%的稀盐酸中滴入一定量的SnCl2，搅拌均匀配置成氯化锡的浓度为60~80g/L的氯化锡敏化液。
S20、以镀银玄武岩纤维为阴极，以金属镍板为阳极，置于镍电镀液中通电进行电镀镍，得到表面镀镍玄武岩纤维。
在本申请的其中一些实施例中，电镀镍的电流密度为40~60A/dm2，通电时间为10~30min。作为示例，电镀镍的电流密度可以为40A/dm2、45A/dm2、50A/dm2、55A/dm2、60A/dm2。作为示例，通电时间可以为10、20、30min。进一步地，电镀镍的温度为25~30℃。
在本申请的其中一些实施例中，镍电镀液中包括硫酸镍180~230g/L、氯化镍50~60g/L及硼酸28~35g/L。作为示例，镍电镀液中，硫酸镍可以为180 g/L、200 g/L、210 g/L、230g/L；氯化镍可以为50g/L、55g/L、60g/L；硼酸可以是28 g/L 、30 g/L、32g/L、35g/L。
在本申请的其中一些实施例中，表面镀镍玄武岩纤维中，镍镀层的厚度为0.025~0.1mm，作为示例可为0.025mm、0.03mm、0.04mm、0.05mm、0.06mm、0.08mm、0.1mm，可选为0.05~0.1mm。
S30、将表面镀镍玄武岩纤维与铝粉混合，再进行热等静压处理，得到玄武岩纤维增强基复合铝材。
在本申请的其中一些实施例中，表面镀镍玄武岩纤维与铝粉的质量比为1：（1~2），作为示例，可为1：1、1：1.5或1：2。
在本申请的其中一些实施例中，热等静压处理的温度500~600℃，压力为150~200MPa，保温保压时间为2~2.5h。
作为示例，热等静压处理的温度可以是500、550、600℃，在一些实施例中，热等静压处理的温度可以是上述任意两个点值构成的范围，本文其他范围处类似。作为示例，热等静压处理的压力可以为150、160、180、200MPa。作为示例，保温保压时间可以为2h、2.1h、2.2h、2.4h、2.5h。
上述玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法通过在玄武岩纤维的表面镀银，提高玄武岩纤维的导电性，然后以镀银玄武岩纤维为阴极，以金属镍板为阳极，置于镍电镀液中通电进行电镀镍，得到表面镀镍玄武岩纤维，以提高表面镀镍玄武岩纤维和铝材的润湿性和结合性，最后通过热等静压技术将镀镍玄武岩纤维和铝粉复合成型，形成玄武岩纤维增强基复合铝材。该玄武岩纤维增强基复合铝材具有更高的拉伸强度和耐高温性能，可以应用于汽车中某些对于强度、耐高温性能具有较高要求的结构件。
本申请的另一实施方式，提供了一种玄武岩纤维增强基复合铝材，可以采用上述任一的玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法制得。上述玄武岩纤维增强基复合铝材包括铝基材以及分布于铝基材中的表面镀镍玄武岩纤维。其中，表面镀镍玄武岩纤维包括玄武岩纤维基材以及依次包覆在玄武岩纤维基材表面上的镀银层和镀镍层。
该玄武岩纤维增强基复合铝材具有更高的拉伸强度和耐高温性能，可以应用于汽车中某些对于强度、耐高温性能具有较高要求的结构件。
本申请的另一实施方式，提供了上述玄武岩纤维增强基复合铝材在制备铝材制品中的应用。相应还提供了一种铝材制品，包括但不限于汽车的结构件，例如底盘、车门等。
本申请的另一实施方式，提供了一种汽车，包含有上述的玄武岩纤维增强基复合铝材。
在其中一些实施例中，上述玄武岩纤维增强基复合铝材可用作汽车的结构件，例如底盘、车门等。
为了使本申请的目的、技术方案及优点更加简洁明了，本申请用以下具体实施例进行说明，但本申请绝非仅限于这些实施例。以下所描述的实施例仅为本申请较好的实施例，可用于描述本申请，不能理解为对本申请的范围的限制。应当指出的是，凡在本申请的精神和原则之内所做的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
为了更好地说明本申请，下面结合实施例对本申请内容作进一步说明。以下为具体实施例。
实施例1
（1）首先将玄武岩短切纤维（长度为2mm，直径为15μm）放置在丙酮溶液中浸泡1~2h，然后进行清洗4~5次、90~100℃干燥1h，得到预处理的玄武岩纤维。
（2）将步骤（1）得到的预处理后的玄武岩纤维浸泡在70wt%浓度的NaOH中于80℃下进行粗化处理1~2h，然后清洗4~5次、90~100℃干燥1h，得到粗化后的玄武岩纤维。
（3）在4wt%浓度的稀盐酸中滴入一定量的SnCl2，搅拌均匀配置成SnCl2浓度为70g/L的敏化液，常温下将粗化后的玄武岩纤维浸入敏化液中，然后进行水洗、干燥。
（4）将浓度为30wt%的[Ag(NH3)2]NO3溶液与30wt%浓度的NaOH溶液混合制成氧化液；在浓度为15wt%的葡萄糖溶液中加入90ml的无水乙醇及15mg/L的Na2S2O3·5H2O溶液制成还原液；氧化液与还原液按照体积比为1：2混合形成银电镀液。将敏化后的玄武岩纤维浸入银电镀液中进行化学电镀，使玄武岩纤维表面附着厚度为3μm的金属银，然后进行水洗、干燥。
（5）将步骤（4）干燥后的镀银玄武岩纤维作为阴极材料，金属镍板作为阳极，置于镍电镀液中，电流密度50A/dm2，通电20min，温度为25℃，然后进行清洗干燥，在玄武岩纤维表面附着厚度为0.05mm的金属镍。镍电镀液中包括硫酸镍220g/L、氯化镍55g/L及硼酸30g/L。
（6）将步骤（5）得到的玄武岩纤维与金属铝粉按照质量比为1：1.5进行充分混合，然后将混合粉料放置在热等静压设备中，温度550℃，压力180MPa，保温保压时间为2h，得到玄武岩纤维增强基复合铝材。
实施例2
实施例2与实施例1基本相同，区别仅在于，步骤（6）中步骤（5）得到的玄武岩纤维与金属铝粉的混合质量比不同，具体是步骤（5）得到的玄武岩纤维与金属铝粉按照质量比为1：1，并保持玄武岩纤维与金属铝粉的总用量不变。
实施例3
实施例3与实施例1基本相同，区别仅在于，步骤（6）中步骤（5）得到的玄武岩纤维与金属铝粉的混合质量比不同，具体是步骤（5）得到的玄武岩纤维与金属铝粉按照质量比为1：2，并保持玄武岩纤维与金属铝粉的总用量不变。
实施例4
实施例4与实施例1基本相同，区别仅在于，步骤（5）电流密度和电镀时间不相同，具体是电流密度60A/dm2，通电30min；以在玄武岩纤维表面附着厚度为0.1mm的金属镍。
实施例5
实施例5与实施例1基本相同，区别仅在于，步骤（5）电流密度和电镀时间不相同，具体是电流密度40A/dm2，通电10min；以在玄武岩纤维表面附着厚度为0.025mm的金属镍。
实施例6
实施例6与实施例1基本相同，区别仅在于，将步骤（1）中玄武岩纤维原料的长度为5mm，直径不变，其他参数不变。
对比例1
对比例1与实施例1的制备方法基本相同，区别仅在于，省略了将敏化后的玄武岩纤维浸入银电镀液中进行化学电镀的步骤；换言之，省略了电镀银的步骤，其他参数不变。
对比例2
对比例2与实施例1的制备方法基本相同，区别仅在于，省略了置于镍电镀液中通电进行电镀镍的步骤；换言之，其在镀银之后直接将镀银玄武岩纤维与铝粉混合再进行后续热等静压处理，其他参数不变。
对比例3
对比例3与实施例1的制备方法基本相同，区别仅在于，将镀镍层替换为等厚度的镀铜层，其他参数不变。
将各实施例和各对比例制得的玄武岩纤维增强基复合铝材（规格相同）进行性能测试，测试结果如表1所示。
其中，玄武岩纤维增强基复合铝材的拉伸强度及拉伸模量性能依据国标GB/T1040。
耐高温性能试验方法为：取尺寸为100mm*100mm的样品，设置不同温度点（取150~450℃之间的10的整数倍温度点）放置在马弗炉中设定温度3h；以取出后样品无软化分层现象即为合格，以热处理后仍保持合格的最高温度作为耐高温性能的温度指标，如表1所示。
表1
从表1可知，相比于对比例，本申请实施例制得的玄武岩纤维增强基复合铝材的耐高温性能、拉伸强度和拉伸模量显著提升。
以上所述实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。
以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准，说明书可以用于解释权利要求的内容。
Claims (10)
1.一种玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
在玄武岩纤维的表面镀银，得到镀银玄武岩纤维；
以所述镀银玄武岩纤维为阴极，以金属镍板为阳极，置于镍电镀液中通电进行电镀镍，得到表面镀镍玄武岩纤维；及，
将所述表面镀镍玄武岩纤维与铝粉混合，再进行热等静压处理，得到玄武岩纤维增强基复合铝材。
2.如权利要求1所述的玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法，其特征在于，所述电镀镍的电流密度40~60A/dm2，通电时间为10~30min。
3.如权利要求1所述的玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法，其特征在于，所述镍电镀液中包括硫酸镍180~230g/L、氯化镍50~60g/L及硼酸28~35g/L。
4.如权利要求1所述的玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法，其特征在于，所述表面镀镍玄武岩纤维与所述铝粉的质量比为1：（1~2）。
5.如权利要求1所述的玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法，其特征在于，所述热等静压处理的温度500~600℃，压力为150~200MPa，保温保压时间为2~2.5h。
6.如权利要求1至5任一项所述的玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法，其特征在于，所述玄武岩纤维的直径为10~20μm，所述玄武岩纤维的长度为1~6mm；和/或，
所述镀银玄武岩纤维中，银镀层的厚度为0.1~5μm；和/或，
所述表面镀镍玄武岩纤维中，镍镀层的厚度为0.025~0.1mm。
7.如权利要求1至5任一项所述的玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法，其特征在于，所述在玄武岩纤维的表面镀银的步骤中的银电镀液包括氧化液和还原液，所述氧化液包括[Ag(NH3)2]NO3、NaOH和水，所述还原液包括葡萄糖、水、乙醇和Na2S2O3。
8.如权利要求1至5任一项所述的玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法，其特征在于，在玄武岩纤维的表面镀银的步骤之前，还包括如下步骤：
将所述玄武岩纤维在氢氧化钠溶液浸泡进行粗化，然后再浸入氯化锡敏化液中，水洗后干燥。
9.一种玄武岩纤维增强基复合铝材，其特征在于，采用如权利要求1至8任一项所述的玄武岩纤维增强基复合铝材的制备方法制得；或者，
所述玄武岩纤维增强基复合铝材包括铝基材以及分布于所述铝基材中的表面镀镍玄武岩纤维，所述表面镀镍玄武岩纤维包括玄武岩纤维基材以及依次包覆在所述玄武岩纤维基材表面上的镀银层和镀镍层。
10.一种汽车，其特征在于，包含有如权利要求9所述的玄武岩纤维增强基复合铝材。
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Citations (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2251379A1 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-16 | University Of Virginia Patent Foundation | Continuous metal fiber brushes |
| US6410137B1 (en) * | 1998-10-22 | 2002-06-25 | Parker-Hannifin Corporation | Intumescent, flame retardant pressure sensitive adhesive composition for EMI shielding applications |
| CN101151384A (zh) * | 2005-03-29 | 2008-03-26 | 日立金属株式会社 | 高热导性石墨粒子分散型复合体及其制造方法 |
| US20110278058A1 (en) * | 2009-01-30 | 2011-11-17 | The Governors Of The University Of Alberta | Nanomaterial composites and methods of making |
| CN103343302A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-10-09 | 安徽和电普华电气有限公司 | 一种碳纤维复合铝导线及其制备方法 |
| CN103388113A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-11-13 | 辽宁工程技术大学 | 一种玄武岩纤维增强镁合金复合材料及其制备方法 |
| CN109055874A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-21 | 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 | 一种界面层增强铝合金-碳化硅双基纤维复合材料及其制备方法 |
| CN110643142A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-01-03 | 华东理工大学 | 一种表面导电轻质复合材料及其制备方法和应用 |
| CN110923653A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-03-27 | 浙江工业大学 | 一种磁控溅射中夹持式纤维镀膜装置 |
| CN112480858A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-12 | 山东北方现代化学工业有限公司 | 一种高强度、具有电磁屏蔽性能、导电性单组分硅烷改性聚氨酯密封胶及其制备方法 |
| CN112779480A (zh) * | 2019-11-06 | 2021-05-11 | 南京航空航天大学 | 一种界面改性纤维增强金属基复合材料及其制备方法 |
| CN113661046A (zh) * | 2019-02-11 | 2021-11-16 | Ppg工业俄亥俄公司 | 零件的共反应性三维打印 |
| CN114080424A (zh) * | 2019-07-04 | 2022-02-22 | 科德宝两合公司 | 用于制备屏蔽电磁辐射的构件的方法 |
| CN114752868A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-15 | 长春工业大学 | 一种镀铜玄武岩纤维增强铜基复合材料及其制备方法与应用 |
| CN115959841A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-14 | 长春工业大学 | 一种石墨烯/玄武岩纤维多尺度材料及其制备方法与应用 |
| WO2023164445A1 (en) * | 2022-02-23 | 2023-08-31 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Conductive articles and methods for additive manufacturing thereof |
-
2024
- 2024-02-18 CN CN202410179818.8A patent/CN117737618B/zh active Active
Patent Citations (17)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CA2251379A1 (en) * | 1996-04-05 | 1997-10-16 | University Of Virginia Patent Foundation | Continuous metal fiber brushes |
| US6410137B1 (en) * | 1998-10-22 | 2002-06-25 | Parker-Hannifin Corporation | Intumescent, flame retardant pressure sensitive adhesive composition for EMI shielding applications |
| CN101151384A (zh) * | 2005-03-29 | 2008-03-26 | 日立金属株式会社 | 高热导性石墨粒子分散型复合体及其制造方法 |
| US20110278058A1 (en) * | 2009-01-30 | 2011-11-17 | The Governors Of The University Of Alberta | Nanomaterial composites and methods of making |
| CN103388113A (zh) * | 2013-07-25 | 2013-11-13 | 辽宁工程技术大学 | 一种玄武岩纤维增强镁合金复合材料及其制备方法 |
| CN103343302A (zh) * | 2013-07-26 | 2013-10-09 | 安徽和电普华电气有限公司 | 一种碳纤维复合铝导线及其制备方法 |
| CN109055874A (zh) * | 2018-08-17 | 2018-12-21 | 苏州宏久航空防热材料科技有限公司 | 一种界面层增强铝合金-碳化硅双基纤维复合材料及其制备方法 |
| CN113661046A (zh) * | 2019-02-11 | 2021-11-16 | Ppg工业俄亥俄公司 | 零件的共反应性三维打印 |
| CN114080424A (zh) * | 2019-07-04 | 2022-02-22 | 科德宝两合公司 | 用于制备屏蔽电磁辐射的构件的方法 |
| US20220362976A1 (en) * | 2019-07-04 | 2022-11-17 | Carl Freudenberg Kg | Method of producing a component shielded from electromagnetic radiation |
| CN110643142A (zh) * | 2019-10-09 | 2020-01-03 | 华东理工大学 | 一种表面导电轻质复合材料及其制备方法和应用 |
| CN112779480A (zh) * | 2019-11-06 | 2021-05-11 | 南京航空航天大学 | 一种界面改性纤维增强金属基复合材料及其制备方法 |
| CN110923653A (zh) * | 2019-12-30 | 2020-03-27 | 浙江工业大学 | 一种磁控溅射中夹持式纤维镀膜装置 |
| CN112480858A (zh) * | 2020-11-20 | 2021-03-12 | 山东北方现代化学工业有限公司 | 一种高强度、具有电磁屏蔽性能、导电性单组分硅烷改性聚氨酯密封胶及其制备方法 |
| WO2023164445A1 (en) * | 2022-02-23 | 2023-08-31 | Ppg Industries Ohio, Inc. | Conductive articles and methods for additive manufacturing thereof |
| CN114752868A (zh) * | 2022-04-19 | 2022-07-15 | 长春工业大学 | 一种镀铜玄武岩纤维增强铜基复合材料及其制备方法与应用 |
| CN115959841A (zh) * | 2022-12-30 | 2023-04-14 | 长春工业大学 | 一种石墨烯/玄武岩纤维多尺度材料及其制备方法与应用 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
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