[发明专利]一种高强度的泡沫铝材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种高强度的泡沫铝材料及其制备方法，属于铝材料技术领域。该泡沫铝材料是以铝粉和铝合金粉为基体，由以下重量份数的原料组成：铝粉30‑50份、铝合金粉15‑30份、发泡剂5‑15份、石棉纤维10‑20份、六氟锆酸钾2‑8份、氮化硅5‑10份；其中，所述的铝合金粉为铝镁合金粉；所述的发泡剂为氟化物改性的碳酸钙。通过将上述组分加入分散剂进行分散混匀，再经球磨、干燥以及烧结等步骤，即可制得高强度的泡沫铝材料。本发明通过加入氮化硅组分，并在与氟化物改性的碳酸钙、六氟锆酸钾等组分的复配作用下，制得的泡沫铝材料在具有较高强度的同时，还能拥有高孔隙率、孔径小且均匀以及密度较低等优点。

技术领域

本发明涉及铝材料技术领域，具体是一种高强度的泡沫铝材料及其制备方法。

背景技术

泡沫铝材料，是一种以铝或者铝合金为基体，通过添加添加剂再经发泡工艺制得的具有高孔隙率的新型结构材料。泡沫铝材料由于具有比重小、比刚度高、孔隙率高、阻尼减震性好等特点，可以被广泛地应用于航空航天、轨道列车、电子、机械、建筑以及军工等领域。

然而，在现有技术中，由于泡沫铝材料的孔隙率高的特性，其强度会相对的偏低很多，导致泡沫铝材料的使用范围受到了一定的限制。譬如专利CN1424416公开了一种高强轻质泡沫铝复合材料及其制备方法，通过在铝材料内铸有空心体的方法制得的泡沫铝材料，其拉伸强度约为210Mpa，但孔隙率只有40％；又如专利CN106702200B公开了一种通孔泡沫铝的制备方法，以铝屑为原料、泡沫棉花为吸收剂制得的通孔发泡铝材料，其孔隙体积分数为89％，但其压缩强度只有45MPa。

发明内容

本发明的目的在于提供一种具有高强度和高孔隙率的泡沫铝材料及其制备方法，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：

一种高强度的泡沫铝材料，以铝粉和铝合金粉为基体，由以下重量份数的原料组成：铝粉30-50份、铝合金粉15-30份、发泡剂5-15份、石棉纤维10-20份、六氟锆酸钾2-8份、氮化硅5-10份；所述的铝合金粉为铝镁合金粉；所述的发泡剂为氟化物改性的碳酸钙。

作为本发明进一步的方案，一种高强度的泡沫铝材料，由以下重量份数的原料组成：铝粉35-45份、铝合金粉20-25份、发泡剂8-12份、石棉纤维13-17份、六氟锆酸钾4-6份、氮化硅6-8份。

作为本发明再进一步的方案，一种高强度的泡沫铝材料，由以下重量份数的原料组成：铝粉42份、铝合金粉20份、发泡剂10份、石棉纤维14份、六氟锆酸钾6份、氮化硅8份。

作为本发明再进一步的方案，所述的石棉纤维为温石棉、青石棉和铁石棉的一种或者多种。

作为本发明再进一步的方案，所述的氮化硅为纳米级氮化硅，其平均粒径为20-50nm。

上述的一种高强度的泡沫铝材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)按上述各组分的重量份进行配料，并加入分散剂，用超声波进行混合均匀；

(2)将混合后的原料放置于聚氨酯球磨机内进行球磨，球磨时间为6-10小时；

(3)球磨后，将得到的料浆进行喷雾烘干，并过筛得到料粒，然后再将料粒压制成型；

(4)最后将成型的物料放进烧结炉中，并升温至900-1000℃，进行保温烧结处理2-5h后，自然冷却到室温，即可得到泡沫铝材料。

作为本发明再进一步的方案，所述的分散剂由无水乙醇和聚乙烯吡咯烷酮组成按1:1-3:1的体积比组成。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：