[发明专利]一种抗冲击的自恢复仿生复合材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种抗冲击的自恢复仿生复合材料的制备方法，涉及复合材料技术领域，采用记忆合金NiTi仿生结构作为复合材料基体，NiTi形状记忆合金本身具有高弹性以及形状记忆效应，可以增强复合夹层材料的抗冲击吸能效应，集成仿生结构优异功能特性，并可根据需求更换仿生基体模型形貌特征，NiTi形状记忆合金的使用，使结构在受到冲击能量过大并发生塑性形变后时，结构能够在智能温度控制系统的控制下，恢复结构原始形貌，有利于结构后续的回收利用；将泡沫铝和玄武岩纤维混合制成碳纤维夹层‑NiTi仿生结构‑玄武岩泡沫铝复合材料夹层板，减轻了整体质量。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，尤其涉及一种抗冲击的自恢复仿生复合材料的制备方法。

背景技术

伴随着科学技术的快速发展，人们对材料性能的要求越来越高，希望在保证材料强度、硬度等性能符合要求的情况下，降低材料的质量、减少材料的使用，以此达到节约成本的目的，这样的材料使用在汽车，轮船等方面，产品本身质量减小可以大大降低驱动时能源的损耗，既环保又高效；但现有的汽车、轮船等交通运输装备，在遇到撞击等事故时，型材受损严重，难以复原进行二次利用，且耐冲击性不足，缓冲效果差，造成难以修复的创伤，存在使用隐患，安全风险较大。

泡沫铝是一种多孔低密的新型泡沫金属材料，泡沫铝的特殊结构使得其具有特殊且优异的力学性能，不仅轻质，而且具有降低噪音、抗冲击能力强的优点。

纤维材料是指由连续或不连续细丝组成的物质，常用来制造复合材料。纤维材料具有高韧性、高强度和高刚度的优势，作为增强体可以有效与其他材料进行优势互补，以达到最优效果；其中，以玄武岩纤维为代表的天然纤维具有极为优异的抗拉强度和压缩韧性，而且它从自然界中获取而来，具有价格低廉，绿色环保的独特优势。

组合材料的定义为利用现有技术将具有不同性质的材料优化配比组合而成的新材料；组合材料中可以分为基体和增强体，增强体的强度要比基体强，主要起到增加强度的效果，而基体的质量价格均比增强体低，主要起到组合增韧的效果。

结合上述关于现有技术中材料抗冲击性能不足、承受高速冲击后难以恢复原有形状，材料重复利用率较差的问题，本发明提供一种抗冲击的自恢复仿生复合材料的制备方法从而解决上述问题。

发明内容

本发明的目的是提供一种制造的复合夹层材料具有更好的抗拉伸、抗冲击、耐腐蚀、耐疲劳断裂及具有记忆恢复性能，其操作简单且易于实现，可广泛应用的抗冲击的自恢复仿生复合材料的制备方法。

为了实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

本发明的一种抗冲击的自恢复仿生复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤一、制备仿生模型

以Ni_50.8Ti_49.2粉末为打印材料3D打印仿生模型；

步骤二、

2a)制备铝-玄武岩复合粉末

将铝粉和玄武岩纤维粉末按照质量比为5:1混合均匀，球磨，清洗，干燥，得到铝-玄武岩复合粉末颗粒；

2b)制备复合包络发泡剂

将硫酸镍溶液加温至80℃时，添加发泡剂粉末并不断搅拌，在搅拌至pH值范围在6-8之间时，进行化学镀，以100-120℃的温度干燥，得到复合包络发泡剂；

所述发泡剂粉末为TiH₂粉末或ZrH₂或CaCO₃；

2c)混合粉末制备

将铝-玄武岩复合粉末颗粒与复合包络发泡剂以质量比100:1搅拌混合均匀，得到混合粉末；