[发明专利]一种屏蔽型铝基复合板的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种屏蔽型铝基复合板的制备方法，属有色金属制备及应用的技术领域。

背景技术

有色金属铝是最常用的金属结构材料，常用于核电、航空航天、电子光学仪器、汽车等工业领域。

铝由于比重轻，导电导热性较好、无磁性、易于加工，常在工业和民用产品中选用；但由于铝的强度、硬度低，耐腐蚀性差，使铝的应用受到了很大的局限。

为了提高铝的力学性能，常将铝与其他金属物质混合，制成铝合金，以扩大铝的使用范围。

对于铝的特殊应用，例如核电站的屏蔽防护，必须对铝进行特殊制备，选用优良的中子吸收屏蔽材料才能满足核防护的需要。

发明内容

发明目的

本发明的目的是针对铝的特殊应用，采用碳化硼为中子吸收剂、碳纤维为增强增韧剂，与铝合金粉混合，热压轧制成铝基复合板，以增强铝基复合材料的强度和韧性，增强中子吸收效率，以适应核防护屏蔽的需要。

技术方案

本发明使用的化学物质材料为：铝合金板、铝合金粉、碳化硼粉、碳纤维、硅粉、镁粉、氟钛酸钾粉、石墨纸、砂纸，其组合准备用量如下：以克、毫米为计量单位

铝合金板：6061Al  2块                    90mm×1.5mm×90mm 

铝合金粉：6061Al                             130g±0.01g 

碳化硼粉：B₄C                                60 g±0.01g

碳纤维：C   Φ0.008mm×2mm                 2g±0.01g

硅粉：Si                                     2g±0.01g

镁粉：Mg                                    2g±0.01g

氟钛酸钾粉：K₂TiF₆                                           4g±0.01g

石墨纸：C    2块                        90mm×2mm×90mm

砂纸：400目  2张                    300mm×0.5mm×200mm

制备方法如下：

（1）制备开合式模具

开合式模具用不锈钢材料制作，模具型腔表面粗糙度为Ra 0.08-0.16μm；

（2）除湿处理铝合金粉

将铝合金粉置于石英容器中，然后置于干燥箱中干燥，干燥温度100℃，干燥时间15min；

（3）预氧化处理碳化硼粉

将碳化硼粉置于石英容器中，然后置于加热炉中进行预氧化处理，预氧化温度450℃，预氧化时间30min；

（4）除胶处理碳纤维

将碳纤维置于石英容器中，然后置于加热炉中，进行除胶处理，处理温度为420℃，处理时间20min；

（5）配料

称取铝合金粉130g±0.01g、碳化硼粉 60g±0.01g、硅粉2g±0.01g、镁粉2g±0.01g、氟钛酸钾粉4g±0.01g、碳纤维2g±0.01g，置于球磨罐中，并密闭；

铝合金粉：碳化硼粉：硅粉：镁粉：氟钛酸钾粉：碳纤维= 65:30:1:1:2:1；

（6）球磨、过筛

将球磨罐置于球磨机上，进行球磨，球磨转速1500r/min；

球磨后用400目筛网过筛，球磨、过筛重复进行，球磨后成六元混合细粉，混合细粉颗粒直径≤0.038mm；

（7）预处理铝合金板

将铝合金板置于钢质平板上，用砂纸打磨周边及平面部，使其洁净；

（8）高温热压成型铝基复合板

铝基复合板的高温热压成型是在热压成型机上进行的，是在加热、真空、施压、外水循环冷却过程中完成的；

①打开热压成型机，将开合式模具垂直置于机内的电阻加热工作台上；

② 组装，在开合式模具内置放模具下垫块，在模具下垫块上部置放石墨

纸，在石墨纸上部置放铝合金板，在铝合金板上部均匀置放六元混合细粉，在六元混合细粉上部置放铝合金板，在铝合金板上部置放石墨纸，在石墨纸上部置放模具上垫块，在模具上垫块上部由上压块垂直压住，上压块上部连接压力电机；