[发明专利]一种高强度、可溶性金属基复合材料及其制备方法

说明书

本发明首先公开了一种高强度、可溶性金属基复合材料，包含下列重量比的元素组分：AI：10‑15%；Mg：50‑60%；C：25‑30%；以及其它微量元素和杂质。同时本发明还给出了制备高强度、可溶性金属基复合材料的方法，包括按照铝金属粉末：镁金属粉末：碳纤维：添加剂10‑15:50‑60:20‑30:10‑20的质量比备料；将所述原料按照不同制备流程进行混合制成浆料；浆料经注射成型得到烧结前体；烧结前体进行脱除液体介质处理；将烘干后的烧结前体进行烧结成型得到金属基镁铝复合材料。本发明提供的高强度、可溶性金属基复合金属材料具有高的强度、特定条件下的可溶性，具有优良的综合机械性能等特点。

技术领域

本发明属于钻完井工程功能性材料领域中的一种高强度、可溶性金属基复合材料及制备方法，特别是适用于非常规钻完井压裂领域。

背景技术

新型材料产业已经渗透到国民经济、国防建设和社会生活的各个领域，支撑着一大批高新技术产业的发展，对国民经济的发展具有举足轻重的作用，成为各个国家抢占未来经济发展制高点的重要领域。

目前钻完井工具使用的桥塞由于其材料不具有自行降解的特性，需要钻铣工艺将桥塞钻通，特别是油气井分段压裂时通常所使用的桥塞需要钻铣工艺来完成，这样不仅增加成本和施工效率低，而且钻铣后的套管通径小，不利于后期油气井的施工和改造作业。

发明内容

本发明的技术目的是针对现有技术存在的问题，提供一种高强度、可溶性金属基复合材料及其制备方法。

其技术方案是：

一种高强度、可溶性金属基复合材料，包含下列重量比的元素组分：AI： 10-15% ；Mg：50-60%；C：25-30%；以及其它微量元素和杂质。

所述微量元素及质量比包括，Mn：0-0.005%；Si：0-0.13%；Fe：0-0.035%；Cu：0-3.6%；Ni：0-0.008%；Pb：0-0.040%；Sn：0-0.013%；Ag：0-0.003%；Zn：0-0.060%。。

前述高强度、可溶性金属基复合材料的制备方法是：

（1）原料准备：按照铝金属粉末：镁金属粉末：碳纤维：添加剂10-15:50-60: 20-30:10-20的质量比备料；

（2）将所述原料按照不同制备流程进行混合制成浆料；

（3）浆料经注射成型得到烧结前体；

（4）烧结前体进行脱除液体介质处理；

（5）将烘干后的烧结前体进行烧结成型得到金属基镁铝复合材料。

所述纯镁、铝金属粉末粒径为 50-200 目，其中镁金属粉末中镁元素含量大于99.0wt.％，铝金属粉末中铝元素含量大于99.0wt.％；所述的碳纤维包括增强体碳纤维、纳米级碳化硅、或者是石墨晶须；所述添加剂包括粘结剂、界面偶联剂、增塑剂、分散剂或溶剂的一种或者几种。