[发明专利]一种多孔金属复合材料及其制备方法

说明书

本发明涉及多孔金属技术领域，具体涉及一种多孔金属复合材料及其制备方法，多孔金属复合材料包括如下原料：PA、多孔合金粉、硅烷偶联剂和抗氧化剂，其中，所述多孔合金粉的制备方法包括如下步骤：(1)取铝粉、镍粉和纳米碳纤维进行加热熔融，形成合金液体；(2)利用气雾法将合金液体制成合金粉末；(3)将所述合金粉末在空气中进行灼烧。最终制得的多孔金属粉具有高孔隙率(30％‑40％)的特点，通过硅烷偶联剂处理后，与PA具有较好的相容分散性，从而可以制得机械性能好以及耐腐蚀的多孔金属复合材料。

技术领域

本发明涉及多孔金属技术领域，具体涉及一种多孔金属复合材料及其制备方法。

背景技术

多孔材料是一种新兴材料体系。近年来多孔材料的发展取得了高速的发展，其最显著的特点是多孔材料具有密度小、比表面积大、透气性好、吸附容量大等优点。

而多孔金属既拥有金属材料本身所具有的优良性能，又因为大量空隙结构的存在使其拥有优良的功能特性。与多孔陶瓷相比，多孔金属具有强度及韧性高、导电导热性好、抗冲击能力强、可焊接、易加工等优点。与多孔塑料相比，多孔金属具有耐高温、强度高、导电导热性好、可焊接、易加工等优点，多孔因而在工程中得到广泛的应用。正因为多孔金属材料具有结构材料利功能材料的特点，所以被广泛应用于航空航天、交通运输、建筑工程、机械工程、电化学工程、环境保护工程等领域，推动了现代工业技术的进步。

但是金属的特性导致将多孔金属加工成特定形状的产品时，是需要对金属进行在熔融的，因此容易破坏其多孔性质，不具有较好的加工性。

发明内容

为了克服现有技术中存在的缺点和不足，本发明的目的在于提供一种多孔金属复合材料，将多孔合金粉末与PA进行结合形成的复合材料具有优良的加工性，不需要对多孔金属粉末进行再熔融，并且得到的复合材料兼具多孔金属的刚性和PA的韧性，还具有良好的耐腐蚀性；本发明的另一目的在于提供该多孔金属复合材料的制备方法，该制备方法简单高效，利于工业化生产。

本发明的目的通过下述技术方案实现：

一种多孔金属复合材料，包括如下重量份数的原料：

其中，所述多孔合金粉的制备方法包括如下步骤：

(1)按重量比50-60：40-50:1-3的比例称取铝粉、镍粉和纳米碳纤维进行混合，在氮气保护范围下加热熔融，形成合金液体；

(2)利用气雾化法将合金液体制成合金粉末；

(3)将所述合金粉末在空气中进行灼烧，即得到所述的多孔合金粉。

本发明多孔合金粉的制备机理为：铝的熔点在660℃左右，镍的熔点在1453℃左右，碳纤维的熔点在3500℃左右，在加热熔融过程中，镍和铝均熔化成液体，碳纤维以固态形式存在于合金液体中，而后在气雾化法的过程中，镍和铝重新变成固体将碳纤维包覆在内，形成合金粉末，通过在空气中灼烧，可将裸露在合金粉末的碳纤维燃烧去除，提高合金粉末的多孔性，并且在合金粉末的表面形成氧化膜，增强合金粉末的耐腐蚀性。最终制得的多孔金属粉具有高孔隙率(30％-40％)的特点，通过硅烷偶联剂处理后，与PA具有较好的相容分散性，从而可以制得机械性能好以及耐腐蚀的多孔金属复合材料。

其中，所述纳米碳纤维的直径为120-180nm，长度为21.3-33.4μm。通过控制纳米碳纤维的长度和直径，可以改善纳米碳纤维在合金粉末中的分布状况，利于灼烧后形成稀疏多孔的合金粉末。

其中，所述步骤(1)中，加热熔融的温度为1500-1600℃。