[发明专利]硅铝钙锌增强纤维及制备方法与铝钙锌超塑合金基复合铝

说明书

本发明公开硅铝钙锌增强纤维及制备方法与铝钙锌超塑合金基复合铝。按重量百分比计，由85%‑99%的火成岩、1‑15%的氧化钙和氧化锌组成。本发明在天然高硅铝火成岩矿石基础上，通过引入氧化钙和氧化锌组分，生成一种非晶高硅铝钙锌增强纤维。所述非晶高硅铝钙锌增强纤维与铝钙锌超塑铝合金复合，增强材料中的硅、铝、钙、锌组分，会和金属溶体发生分子融合，从而改善复合界面的结合牢度，即提高铝钙锌超塑合金基复合铝的强度。

技术领域

本发明涉及铝基复合材料制备领域，尤其涉及一种非晶高硅铝钙锌增强纤维及其制备方法与铝钙锌超塑合金基复合铝，以及采用该纤维增强的铝钙锌超塑合金基复合铝。

背景技术

铝材第一代是纯铝（1825年，丹麦奥斯特），第二代是合金铝（1903年，美国铝业公司），铝材第三代是陶瓷嵌合铝（1950s），第四代是非晶无机材料增强复合铝（2007年，深圳吉利科建科技有限公司，深圳正佳科建科技有限公司，南京天淦新材料科技有限公司，湖南大学，湖南工业大学）。

复合铝比钢更轻、更强、更多、更耐磨、更防腐，可以用来替代钢材，减少机动车船的能耗。在用于替代汽车/轮船的钢铁外壳时，复合铝延展性能应尽量和钢材靠近。

由于复合铝增强材料，是一种高刚性的非晶无机材料。采用熔喷成形获得的基质材料为7050的航空复合铝，为了确保断裂延伸率落入和钢材相同的4-5.5%的范围，其增强材料的添加量仅为3%左右。

因此，现有技术还有待于改进，在提高复合铝增强材料添加量的同时，使得复合铝仍保有较高断裂延伸率。

发明内容

鉴于上述现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种非晶高硅铝钙锌增强纤维及制备方法，并采用该纤维和高断裂延伸率的铝钙锌超塑合金复合。旨在提高复合界面亲和力（即拉伸强度）的同时，还确保复合铝在特定温度下和拉伸速率下有着较高的断裂延伸率。

本发明的技术方案如下：

一种非晶高硅铝钙锌增强纤维，其中，按重量百分比计，由85%-99%的火成岩、1-15%的氧化钙和氧化锌组成。

所述的非晶高硅铝钙锌增强纤维，其中，按重量百分比计，由85%-95%的火成岩、5-15%的氧化钙和氧化锌组成。

所述的非晶高硅铝钙锌增强纤维，其中，按重量百分比计，由88.31%的火成岩、5.46%的氧化钙和6.23%的氧化锌组成。

所述的非晶高硅铝钙锌增强纤维，其中，按重量百分比计，由89.12%的火成岩、5.02%的氧化钙和5.86%的氧化锌组成。

所述的非晶高硅铝钙锌增强纤维，其中，以火成岩为基准，所述火成岩所含氧化铁、氧化亚铁的总重量<3%，所述火成岩所含氧化硅、氧化铝、氧化锌的总重量>68%。

所述的非晶高硅铝钙锌增强纤维，其中，所述非晶高硅铝钙锌增强纤维的直径为5~12毫米。

一种本发明所述的非晶高硅铝钙锌增强纤维的制备方法，其中，包括步骤：

首先按照上述配方将火成岩、氧化钙和氧化锌混合均匀，并将混合均匀的所述火成岩、氧化钙和氧化锌进行熔炼，得到熔体；

然后将熔体进行拉丝，得到非晶高硅铝钙锌增强纤维。

所述的非晶高硅铝钙锌增强纤维的制备方法，其中，具体包括步骤：

首先按照上述配方将火成岩、氧化钙和氧化锌混合均匀，并将混合均匀的所述火成岩、氧化钙和氧化锌放入底插电极全电熔炉进行熔炼，得到熔体；

然后将溶体通过拉丝漏板进行拉丝，得到非晶高硅铝钙锌增强纤维。