專利名稱：復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及增強體表面涂覆的方法。
背景技術(shù)：
金屬基復(fù)合材料具有十分優(yōu)異的力學(xué)及物理性能，已在許多領(lǐng)域得到廣泛應(yīng)用。 然而，復(fù)合材料增強體與基體界面處往往存在大量孔洞缺陷，究其根本原因是復(fù)合材料制 備過程中熔融金屬基體與增強體潤濕性不好；此外制備過程中增強體與基體直接接觸發(fā)生 界面反應(yīng)后受到嚴重破壞，這些問題都使金屬基復(fù)合材料的實際性能大大偏離了其預(yù)期的 理想性能。綜上，通過增強體表面涂覆改善基體與增強體之間的潤濕性以及控制界面反應(yīng) 程度是金屬基復(fù)合材料制備過程中必不可少的一步。目前，增強體表面涂覆的方法，普遍存在涂覆的組織不均勻，不能完整的覆蓋增強 體，致密性差以及覆蓋不完整的問題，它們不能很好地提高基體與增強體之間的潤濕性以 及控制界面反應(yīng)程度，致使增強體在復(fù)合材料中無法發(fā)揮應(yīng)有作用，大大降低了復(fù)合材料 力學(xué)性能提高的空間。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明目的是為了解決現(xiàn)有的增強體表面涂覆方法存在涂覆的組織不均勻，致密 性差以及覆蓋不完整的問題，而提供復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法。復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法按以下步驟實現(xiàn)一、按質(zhì)量份數(shù)將5 80份 的增強體和20 95份的金屬粉混合，然后置于無水乙醇中進行超聲清洗5min，得混合粉 末；二、將混合粉末倒入蒸餾水或鹽溶液中，得混合物，然后在溫度為50 200°C的條件下 加熱時間IOmin 5h，然后在溫度為50 200°C的條件下加熱，時間IOmin 5h，攪拌得 懸濁液，靜止沉淀1 aiiin后去除沉淀，取懸濁物，即增強體；三、增強體置于燒結(jié)爐中，在 燒結(jié)溫度為400 1000°C的條件下燒結(jié)0. 5 3h，即完成復(fù)合材料中增強體表面涂覆；其 中步驟一中增強體為硼酸鹽晶須、碳化硅晶須、碳化硅顆粒、碳纖維或碳納米管；步驟一中 金屬粉為鋁粉、鋅粉、錫粉、鉛粉或鉻粉；步驟二中鹽溶液是濃度為0. 001 0. 02mol/L的 NaCl 溶液、濃度為 0. 001 0. 02mol/L 的 CeCl3、濃度為 0. 001 0. 02mol/L 的 LaCl3、濃度 為 0. 001 0. 02mol/L 的 CeNO3 或濃度為 0. 001 0. 02mol/L 的 LaN03。本發(fā)明復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法，工藝簡單、成本低，使涂覆后的增強體 表面均勻的覆蓋一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的涂覆物，此涂覆物組織細小，致密；在隨后的復(fù)合材料制備 過程中，增強體與基體之間的潤濕性得到了很大的提升，增強體與基體之間的界面反應(yīng)被 有效地控制。此種涂覆方法很好地調(diào)整了增強體表面狀態(tài)，為后期制備的復(fù)合材料獲得優(yōu) 異力學(xué)性能提供技術(shù)保障。


圖1是具體實施方式
十一中硼酸鋁晶須涂覆前的掃描電鏡照片；圖2是具體實施方式
十一中硼酸鋁晶須涂覆后的掃描電鏡照片； 圖3是具體實施方式
十一中硼酸鋁晶須涂覆后的掃描電鏡照片； 圖4是具體實施方式
十一中硼酸鋁晶須涂覆后并在600°C下燒結(jié)后的掃描電鏡照片； 圖5是具體實施方式
十一中硼酸鋁晶須涂覆后并在900°C下燒結(jié)后的掃描電鏡照片； 圖6是具體實施方式
十一中硼酸鋁晶須的XRD物相分析譜圖，
其中1為硼酸鋁晶須涂覆前的曲線，2為硼酸鋁晶須涂覆后的曲線，3為硼酸鋁晶須涂覆后 并在600°C下燒結(jié)后曲線，4為硼酸鋁晶須涂覆后并在900°C下燒結(jié)后曲線，ζ)表示剛玉
表示鋁.表示硼酸鋁’表示一水軟鋁石。
具體實施例方式具體實施方式
一本實施方式復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法按以下步驟實 現(xiàn)一、按質(zhì)量份數(shù)將5 80份的增強體和20 95份的金屬粉混合，然后置于無水乙醇中 進行超聲清洗5min，得混合粉末；二、將混合粉末倒入蒸餾水或鹽溶液中，得混合物，然后 在溫度為50 200°C的條件下加熱，時間IOmin 5h，攪拌得懸濁液，靜止沉淀1 aiiin 后去除沉淀，取懸濁物，即增強體；三、增強體置于燒結(jié)爐中，在燒結(jié)溫度為400 1000°C 的條件下燒結(jié)0. 5 3h，即完成復(fù)合材料中增強體表面涂覆；其中步驟一中增強體為硼酸 鹽晶須、碳化硅晶須、碳化硅顆粒、碳纖維或碳納米管；步驟一中金屬粉為鋁粉、鋅粉、錫粉、 鉛粉或鉻粉；步驟二中鹽溶液是濃度為0. 001 0. 02mol/L的NaCl溶液、濃度為0. 001 0. 02mol/L 的 CeCl3、濃度為 0. 001 0. 02mol/L 的 LaCl3、濃度為 0. 001 0. 02mol/L 的 CeNO3 或濃度為 0. 001 0. 02mol/L 的 LaNO30本實施方式步驟二中去除沉淀為多余的金屬粉，它由于粒度大，懸浮能力差，首先 沉淀。
具體實施方式
二 本實施方式與具體實施方式
一的不同是步驟一中按質(zhì)量份數(shù)將 5份的增強體和95份的金屬粉混合。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
三本實施方式與具體實施方式
一的不同是步驟一中按質(zhì)量份數(shù)將 80份的增強體和20份的金屬粉混合。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
四本實施方式與具體實施方式
一的不同是步驟一中按質(zhì)量份數(shù)將 10 70份的增強體和30 90份的金屬粉混合。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
五本實施方式與具體實施方式
一的不同是步驟一中按質(zhì)量份數(shù)將 50份的增強體和50份的金屬粉混合。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
六本實施方式與具體實施方式
一的不同是步驟一中按質(zhì)量份數(shù)將 60份的增強體和40份的金屬粉混合。其它步驟及參數(shù)與具體實施方式
一相同。
具體實施方式
七本實施方式與具體實施方式
一至六之一的不同的是步驟三中增 強體置于燒結(jié)爐中，在燒結(jié)溫度為400°C的條件下燒結(jié)池。其它步驟及參數(shù)與具體實施方 式一至六之一相同。
具體實施方式
八本實施方式與具體實施方式
一至六之一的不同的是步驟三中增 強體置于燒結(jié)爐中，在燒結(jié)溫度為1000°c的條件下燒結(jié)0.證。其它步驟及參數(shù)與具體實施 方式一至六之一相同。
具體實施方式
九本實施方式與具體實施方式
一至六之一的不同的是步驟三中增 強體置于燒結(jié)爐中，在燒結(jié)溫度為500 800°C的條件下燒結(jié)1 2.證。其它步驟及參數(shù) 與具體實施方式
一至六之一相同。
具體實施方式
十本實施方式與具體實施方式
一至六之一的不同的是步驟三中增 強體置于燒結(jié)爐中，在燒結(jié)溫度為700°C的條件下燒結(jié)池。其它步驟及參數(shù)與具體實施方 式一至六之一相同。
具體實施方式
十一本實施方式復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法按以下步驟實 現(xiàn)一、按質(zhì)量份數(shù)將70份的增強體和30份的金屬粉混合，然后置于無水乙醇中進行超聲 清洗5min，得混合粉末；二、將混合粉末倒入蒸餾水或鹽溶液中，得混合物，然后在溫度為 100°C的條件下加熱，時間lh，攪拌得懸濁液，靜止沉淀aiiin后去除沉淀，取懸濁物，即增強 體；三、增強體置于燒結(jié)爐中，在燒結(jié)溫度為600 900°C的條件下燒結(jié)lh，即完成復(fù)合材料 中增強體表面涂覆；其中步驟一中增強體為硼酸鋁晶須；步驟一中金屬粉為鋁粉。本實施方式中硼酸鋁晶須表面涂覆前后的形貌從圖1、圖2和圖3中可見，涂覆前 晶須表面很光滑，使涂覆后的增強體表面均勻的覆蓋一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的涂覆物，此涂覆物組 織細小，致密，因此本實施方式中涂覆后的硼酸鋁晶須與基體之間潤濕性可以得到很大的 提升，硼酸鋁晶須與基體之間的界面反應(yīng)可以被有效地控制；隨后在600°C和900°C燒結(jié)，見圖4和圖5，晶須表面形貌并沒有太大變化；進 行XRD物相分析(見圖6)，結(jié)果表明涂覆后硼酸鋁晶須表面包覆物為一水軟鋁石；隨后 600°C燒結(jié)一水軟鋁石衍射峰消失，但沒有出現(xiàn)新的衍射峰；900°C燒結(jié)，出現(xiàn)剛玉(三氧化 二鋁)衍射峰，此時晶須表面涂覆物轉(zhuǎn)化為剛玉。
權(quán)利要求
1.復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法，其特征在于復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法 按以下步驟實現(xiàn)一、按質(zhì)量份數(shù)將5 80份的增強體和20 95份的金屬粉混合，然后 置于無水乙醇中進行超聲清洗5min，得混合粉末；二、將混合粉末倒入蒸餾水或鹽溶液中， 得混合物，然后在溫度為50 200°C的條件下加熱，時間IOmin 證，攪拌得懸濁液，靜止 沉淀1 aiiin后去除沉淀，取懸濁物，即增強體；三、增強體置于燒結(jié)爐中，在燒結(jié)溫度為 400 1000°C的條件下燒結(jié)0. 5 3h，即完成復(fù)合材料中增強體表面氧化物涂覆；其中步 驟一中增強體為硼酸鹽晶須、碳化硅晶須、碳化硅顆粒、碳纖維或碳納米管；步驟一中金屬 粉為鋁粉、鋅粉、錫粉、鉛粉或鉻粉；步驟二中鹽溶液是濃度為0. 001 0. 02mol/L的NaCl 溶液、濃度為0. 001 0. 02mol/L的CeCl3、濃度為0. 001 0. 02mol/L的LaCl3、濃度為 0. 001 0. 02mol/L 的 CeNO3 或濃度為 0. 001 0. 02mol/L 的 LaN03。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法，其特征在于步驟一中按 質(zhì)量份數(shù)將10 70份的增強體和30 90份的金屬粉混合。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法，其特征在于步驟一中按 質(zhì)量份數(shù)將50份的增強體和50份的金屬粉混合。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法，其特征在于步驟一中按 質(zhì)量份數(shù)將60份的增強體和40份的金屬粉混合。
5.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法，其特征在于步 驟三中增強體置于燒結(jié)爐中，在燒結(jié)溫度為500 800°C的條件下燒結(jié)1 2.證。
6.根據(jù)權(quán)利要求1、2、3或4所述的復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法，其特征在于步 驟三中增強體置于燒結(jié)爐中，在燒結(jié)溫度為700°C的條件下燒結(jié)池。
全文摘要
復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法，它涉及增強體表面涂覆的方法。它解決現(xiàn)有的增強體表面涂覆方法存在涂覆的組織不均勻，致密性差以及覆蓋不完整的問題。方法一、增強體和金屬粉混合，超聲清洗后得混合粉末；二、混合粉末倒入蒸餾水或鹽溶液中，加熱涂覆后取出增強體；三、增強體進行燒結(jié)，即完成。本發(fā)明中復(fù)合材料中增強體表面涂覆的方法，使涂覆后的增強體表面均勻的覆蓋一層網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的涂覆物，此涂覆物組織細小，致密；在隨后的復(fù)合材料制備過程中，增強體與基體之間的潤濕性得到了很大的提升，增強體與基體之間的界面反應(yīng)被有效地控制。此種涂覆方法很好地調(diào)整了增強體表面狀態(tài)，為后期制備的復(fù)合材料獲得優(yōu)異力學(xué)性能提供技術(shù)保障。
文檔編號C22C101/10GK102080197SQ20101059146
公開日2011年6月1日 申請日期2010年12月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月16日
發(fā)明者唐莎巍, 柳超, 胡津 申請人:哈爾濱工業(yè)大學(xué)