[发明专利]一种铵盐填充多孔金属自发汗复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种铵盐填充多孔金属自发汗复合材料及其制备方法。所制备的复合材料以体积分数计，铵盐为4.86％～48.8％，多孔金属基体为51.2％～95.14％，铵盐均匀填充于多孔金属基体的孔隙中，具有良好的自发汗冷却效果。同时本发明采用反复负压浸渍法、重结晶法及重结晶与反复负压浸渍结合法三种方法进行所述复合材料的制备。

技术领域

本发明属于自发汗冷却复合材料制备技术领域，具体涉及一种铵盐填充多孔金属自发汗复合材料及其制备方法。

背景技术

自发汗冷却复合材料是将冷却工质填充入多孔基体中，在材料受热时，复合材料中的冷却工质发生相变或分解，进而吸收大量的热量以达到冷却基体的目的。就目前所应用的自发汗冷却复合材料来看，以难熔金属为基体的自发汗冷却复合材料具有密度大和低温脆性等问题，而以无机非金属材料为基体的自发汗冷却复合材料同样具有脆性大、机加工性能差、导电性差及与其他金属部件焊接性能差等问题，均在实际应用中受到限制。

另外，对于自发汗冷却复合材料的制备方法，目前最为常见的为熔渗法和混粉烧结法两种，然而两种方法都存在一定的应用局限性。例如，熔渗法需要将冷却工质熔化后填充入基体当中，但许多冷却工质在加热时未熔化就先发生了分解，导致熔渗法无法应用。同样，混粉烧结法也存在冷却工质的使用温度与基体材料烧结温度不匹配的问题而限制了其使用。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种铵盐填充多孔金属自发汗复合材料及其制备方法，能够有效解决复合材料制备时温度不匹配导致冷却工质无法合理填充于基体中的技术困难。

为了达到上述目的，本发明采用以下技术方案予以实现：

本发明公开了一种铵盐填充多孔金属自发汗复合材料，该铵盐填充多孔金属自发汗复合材料中，以体积百分比计，铵盐为4.86％～48.8％，多孔金属基体为51.2％～95.14％，且多孔金属基体的孔隙中32.4％～97.6％的孔隙被均匀填充有铵盐。

优选地，多孔金属基体的孔隙率为15％～50％。

优选地，所述铵盐选自溴化铵、氯化铵和碳酸氢铵中的一种或几种。

进一步优选地，几种可以是含有溴化铵/氯化铵二元复合盐、溴化铵/碳酸氢铵二元复合盐、氯化铵/碳酸氢铵二元复合盐及溴化铵/氯化铵/碳酸氢铵三元复合盐。

优选地，所述多孔金属基体选自多孔钛合金、多孔铝合金或多孔不锈钢。

优选地，该复合材料的密度为3.05g/cm³-3.98g/cm³。

优选地，该复合材料的背壁到达400℃的时间较纯多孔合金基体延后了30s-80s。

本发明公开了上述的铵盐填充多孔金属自发汗复合材料的其中一种制备方法，采用反复负压浸渍工艺，包括以下步骤：

1)在常温及-0.08Mpa的负压条件下，将多孔金属基体浸渍于铵盐的过饱和溶液中，然后取出干燥除水后称重；

2)重复步骤1)操作，直至浸渍取出后的体系质量不再增加，制得铵盐填充多孔金属自发汗复合材料。

本发明还公开了上述的铵盐填充多孔金属自发汗复合材料的又一种制备方法，采用重结晶工艺，包括：

在温度为60℃～90℃、压力为-0.08Mpa的条件下，将多孔金属基体浸渍于铵盐的过饱和溶液中，在该加热及负压条件下，铵盐溶液沸腾发生气化，待溶液中的溶剂完全气化后，取出多孔金属基体并清除其表面多余的铵盐，制得铵盐填充多孔金属自发汗复合材料。

本发明还公开了上述的铵盐填充多孔金属自发汗复合材料的第三种制备方法，采用反复负压浸渍工艺和重结晶工艺结合的方法进行制备，包括：