[发明专利]一种泡沫铝三明治结构发泡前驱体、制备方法及应用

说明书

本发明公开了一种泡沫铝三明治结构发泡前驱体、制备方法及应用，包括如下步骤：将氢化钛粉在480～500℃下保温1～2h，然后将铝合金粉、氢化钛粉按照99～99.5wt％：0.5～1wt％的比例放入容器中混合1～2h得到发泡粉末；再将所述的发泡粉末填充到所述第一铝质壳体内，然后将所述第二铝质壳体与所述第一铝质壳体扣合，形成密闭的金属盒体，得到预轧制坯体；最后，将预轧制坯体经过冷预压、热复压处理，获得泡沫铝三明治结构发泡前驱体。本发明的发泡前驱体制备方法，不依赖模具，工艺流程短，发泡前驱体平整性好；发泡后获得的泡沫铝三明治结构芯层/面板结合均匀性好、强度高，保证泡沫铝三明治结构的力学性能满足使用要求。

技术领域

本发明属于多孔泡沫金属材料及层状复合材料制备技术领域，尤其涉及一种泡沫铝三明治结构发泡前驱体、制备方法及应用。

背景技术

自1948年Sosnik首先在铝熔体中加入汞制备出泡沫铝以来，泡沫金属由于密度小、比强度和比刚度高，阻尼性能、能量吸收性能、吸声、隔声和隔热性能好及多功能兼容性能优异，一直吸引着各国相关研究者对其制备、性能和应用的探索。目前研究较多的是泡沫铝三明治结构，它是一种多孔结构功能材料，具有优异的物理性能和力学性能，如轻质、吸能、减震、缓冲、隔音吸声、隔热、电磁屏蔽等；满足系统减重、结构承载和功能一体化等多方面性能需求，适应未来航空航天、汽车制造、轨道交通等领域对结构功能材料的要求，具有广阔的开发及应用前景。

目前，泡沫铝三明治结构主要通过粘结/焊接法、粉末冶金法来制备，相比较而言，粘结/焊接法可生产尺寸相对较大的泡沫铝芯层，后期通过与面板的粘结或焊接制备出尺寸相对较大的泡沫铝三明治结构，但粘结/焊接法制备出的泡沫铝三明治结构芯层、面板结合均匀性差、强度低，导致力学性能相对较差，并且界面结合处的耐高温、耐腐蚀能力差。粉末冶金法实现了芯层、面板之间冶金结合，从根本上解决了粘结法所制备出产品的耐高温、耐腐蚀能力差及易老化等缺点，是目前制备性能优异稳定的泡沫铝三明治结构较好的方法。

粉末冶金法制备泡沫铝三明治结构的工艺包括制备发泡前驱体和发泡前驱体保温发泡，申请号为CN104690275A的发明申请公开了一种发泡前驱体的制备方法：“将混合粉与面板一起放入模具中(混合粉在两块面板之间)，沿轴向冷、热压制，得到可发泡三明治复合板，然后发泡得到泡沫铝三明治结构”，该制备前驱体的方法依赖模具，工艺复杂，尺寸受限；发泡后的泡沫铝三明治结构需要脱模，易导致面板与芯层分离，面板/芯层结合均匀性差、强度低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于：简化前驱体制备工艺流程、突破相对较大尺寸限制，克服泡沫铝三明治结构面板与芯层分离，提供一种泡沫铝三明治结构发泡前驱体、制备方法及应用。

本发明是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本发明的一种泡沫铝三明治结构发泡前驱体的制备方法，包括如下步骤：

(1)发泡原料混合：

首先将氢化钛粉在480～500℃下保温1～2h，然后将铝合金粉、氢化钛粉按照99～99.5wt％：0.5～1wt％的比例放入容器中混合1～2h得到发泡粉末；

(2)制备壳体：

取铝质面板分别制备具有开口结构的第一铝质壳体和第二铝质壳体；

(3)制备泡沫铝三明治结构发泡前驱体：

将所述的发泡粉末填充到所述第一铝质壳体内，然后将所述第二铝质壳体与所述第一铝质壳体扣合，形成密闭金属盒，即得到预轧制坯体，最后将预轧制坯体经过冷预压、热复压处理，获得泡沫铝三明治结构发泡前驱体；

所述冷预压压力为100～300MPa，保压2～5min；

所述热复压的温度为400～450℃，压力为100～300MPa，保压2～5min。