[发明专利]一种Fe基防爆、高散热材料及其制备方法

说明书

本发明属于复合材料领域，涉及一种Fe基防爆、高散热材料及其制备方法。根据本发明实施例的Fe基防爆、高散热材料按重量份包含如下组分：Fe 58重量份，Ni 8重量份，Cu 22重量份，Mg 12重量份，Al 6.4‑12重量份，Nd 1.6‑3重量份以及TiH₂ 1.2‑2.5重量份；所述Fe基防爆、高散热材料中纳米孔直径为35nm‑180nm，孔总体积占基体体积的百分比为88％‑95％；所述Fe基防爆、高散热材料的密度为0.528g/cm³以下，抗压强度为920Mpa以上，抗拉强度为855Mpa以上，硬度为677HV以上；580℃时所述Fe基防爆、高散热材料的热导率为1302W/(m·k)以上，热膨胀系数为1.88×10^‑6/K以下，单位重量能量吸收量为225MJ/kg以上。通过基体溶液配制、成粉催化溶液配制、前驱体粉末制备、合金粉末制备、金属基体材料制备等工艺制备Fe基防爆、高散热材料，根据本发明实施例的材料具有优异的防爆、散热性能和机械性能。

技术领域

本发明属于复合材料领域，涉及一种Fe基防爆、高散热材料及其制备方法。

背景技术

滚筒是带式传送设备的重要组件，广泛应用于工业生产、轨道交通等各个领域。滚筒的服役寿命和性能是传送得以实现的基础。特别是在如工业生产如钢铁冶炼、石油化工等复杂应用环境中，要求滚筒在传动时具有优异的综合服役性能和服役寿命。

现有滚筒以Q235为基体材料，为获得较好的表面质量，在其表面电镀一层铬。其不足在于：1)电镀铬工艺对环境有较大的危害；2)在使用过程中表面铬层受到摩擦易脱落，而Q235基体材料不具备耐腐蚀性能；3)传统铁质金属材料密度大，滚筒在运转时能耗高；4)传统铁质金属材料的导热系数和抗冲击性能较低。因此，如何提高滚筒材料的防爆、散热性能以及机械性能，降低其密度，提高其传热和抗冲击性性能，提高其在复杂应用场合中的服役寿命，降低其在运转时的能耗，提高工艺环保性，具有重要意义。

发明内容

为了克服现有技术的不足，本发明旨在提供一种Fe基防爆、高散热材料及其制备方法。

根据本发明的一方面，提供了一种Fe基防爆、高散热材料，按重量份包含如下组分：Fe 58重量份，Ni 8重量份，Cu 22重量份，Mg 12重量份，Al 6.4-12重量份，Nd 1.6-3重量份以及TiH₂ 1.2-2.5重量份；所述Fe基防爆、高散热材料中纳米孔直径为35nm-180nm，孔总体积占基体体积的百分比为88％-95％；所述Fe基防爆、高散热材料的密度为0.528g/cm³以下，抗压强度为920Mpa以上，抗拉强度为855Mpa以上，硬度为677HV以上；580℃时所述Fe基防爆、高散热材料的热导率为1302W/(m·k)以上，热膨胀系数为1.88×10^-6/K以下，单位重量能量吸收量为225MJ/kg以上。

根据本发明的另一方面，提供了一种Fe基防爆、高散热材料的制备方法，包括以下步骤：

一、基体溶液配制

按Fe、Ni、Cu和Mg元素质量配比58:8:22:12，称取各元素相应的氯化物分别溶于去离子水中，形成FeCl₂·4H₂O、NiCl₂·6H₂O、CuCl₂·2H₂O和MgCl₂·6H₂O水合物，将上述水合物充分混合配制成浓度为0.12mol/L-0.35mol/L的基体溶液；

二、成粉催化溶液配制

配制浓度为0.5mol/L的草酸溶液，由此形成成粉催化溶液；

三、前驱体粉末制备