[发明专利]一种快速制备碳纤维增强钛合金层状复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种快速制备碳纤维增强钛合金层状复合材料的方法，该方法包括：一、将碳纤维布超声波清洗后干燥；二、将经干燥后的碳纤维布依次进行敏化、活化和还原并清洗烘干；三、将经烘干后的碳纤维布镀镍得镀镍碳纤维布；四、将钛合金粉铺设在等离子热压烧结的模具后铺设镀镍碳纤维布层，再铺设钛合金粉层，依次重复上述粉层和布层铺设工艺，经放电等离子热压烧结得碳纤维增强钛合金层状复合材料。本发明利用放电等离子热压烧结过程中升温速率快、保温时间短及压力高，以及镀镍碳纤维布表面镀镍层对碳纤维与钛合金粉末的隔绝作用快速制备碳纤维增强钛合金层状复合材料，保证了碳纤维的完整性，提高了碳纤维增强钛合金层状复合材料的力学性能。

主权项

1.一种快速制备碳纤维增强钛合金层状复合材料的方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：步骤一、将碳纤维布放入无水乙醇中超声波清洗10min～30min，然后在温度为100℃的条件下干燥10h～20h；步骤二、将步骤一中经干燥后的碳纤维布采用敏化液进行敏化处理，然后采用活化液中进行活化处理，再采用次磷酸钠水溶液进行还原处理，经蒸馏水清洗后烘干；所述敏化液由SnCl₂、盐酸溶液和蒸馏水组成，所述活化液由PdCl₂、乙醇和蒸馏水组成；步骤三、将步骤二中经烘干后的碳纤维布放入镀镍溶液中，然后加热至60℃～90℃保温10min～120min，取出烘干后得到镀镍碳纤维布；所述镀镍溶液中硫酸镍、次磷酸钠、柠檬酸钠与乙酸钠的质量比为(10～50):(5～30):(1～20):(5～30)；所述镀镍碳纤维布的镀镍层厚度为200nm～500nm；步骤四、将钛合金粉均匀铺设在等离子热压烧结的模具中形成厚度为0.5mm～2mm的第一钛合金粉层，然后将一层步骤三中得到的镀镍碳纤维布铺设在钛合金粉层上形成镀镍碳纤维布层，再将钛合金粉均匀铺设在镀镍碳纤维布层上形成厚度与第一钛合金粉层相等的第二钛合金粉层，依次重复第一钛合金粉层的形成过程、镀镍碳纤维布层的形成过程和第二钛合金粉层的形成过程，直至钛合金粉层和镀镍碳纤维布层的总高度为等离子热压烧结的模具高度的60％～70％，送入等离子热压烧结炉中进行放电等离子热压烧结，冷却后得到碳纤维增强钛合金层状复合材料；所述等离子热压烧结的工艺参数为：真空度1.0×10^‑3Pa～3.0×10^‑3Pa，升温速率为50℃/min～100℃/min，烧结温度800℃～1100℃，压力40MPa～180MPa，保温时间5min～10min；所述钛合金粉的粒度均为15μm～45μm。