一種泡沫鋁材料的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種泡沫鋁材料的制備方法。該方法步驟為：1）凹凸棒土的預(yù)處理活化；2）納米凹凸棒土/泡沫鋁復(fù)合材料的制備。本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)點(diǎn)在于：1）對(duì)凹凸棒土進(jìn)行活化處理，可改善凹凸棒土粉末的表面性能，提高其分散效果。2）凹凸棒土具有特殊的纖維結(jié)構(gòu)，可發(fā)揮其在泡沫鋁中的增強(qiáng)、增韌效應(yīng)，提高泡沫鋁材料的力學(xué)性能和耐久性能。3）凹凸棒土礦土儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉，本發(fā)明進(jìn)一步拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域。
【專利說(shuō)明】一種泡沬鋁材料的制備方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種泡沫鋁材料的制備方法，具體涉及一種納米凹凸棒土改性泡沫鋁合材料的制備方法。
【背景技術(shù)】
[0002]泡沫鋁是一種新型功能材料，它是金屬鋁基體中分散著無(wú)數(shù)氣泡的類似泡沫狀的超輕金屬材料，一般孔隙率為40%~98%。它比重小、耐熱、吸音、抗震、有特殊的物理和化學(xué)性能，在機(jī)械、電子、建筑、交通運(yùn)輸、輕化工、軍工等領(lǐng)域有廣泛的應(yīng)用前景，如用作輕質(zhì)裝潢建筑材料、輕化工填料及催化劑、熱交換器、阻燃材料、隔音消聲、減震抗沖、電磁屏蔽等。
[0003]我國(guó)對(duì)泡沫鋁的制備工藝的基礎(chǔ)研究也進(jìn)行了一些探索性的工作，并取得了一定的進(jìn)展。文獻(xiàn)(周全，吳蒙，碳酸鎂發(fā)泡劑制備泡沫鋁的研究，鑄造技術(shù)，2(30)，257~259.)公開了一種泡沫鋁，其選用ZL102合金為主體原料，鈣為增粘劑，碳酸鎂為發(fā)泡劑，采用直接發(fā)泡法制備出低密度、高孔隙率的泡沫鋁。專利CN103320639公開了一種泡沫鋁的制備方法，其將鋁屑顆粒和發(fā)泡劑混合制備泡沫鋁，具有成本低的優(yōu)點(diǎn)。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明的目的在于針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中的泡沫鋁韌性較差的問題提供一種納米凹凸棒土 /泡沫鋁復(fù)合材料。
[0005]實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案為:一種泡沫鋁材料的制備方法，其具體步驟如下:
(1)凹凸棒土的預(yù)處理活化
將凹凸棒土置于1.0~2.0mol.L-1的酸溶液中I~3小時(shí)，經(jīng)過(guò)濾、干燥、粉碎后，在250~450°C條件下熱處理2~3小時(shí)，得到活化后的凹凸棒土 ；
(2)納米凹凸棒土/泡沫鋁復(fù)合材料的制備
按質(zhì)量比例將Al粉、Al2O3粉、發(fā)泡劑在球磨機(jī)中球磨4~6小時(shí)，然后加入納米凹凸棒土繼續(xù)攪拌I~3小時(shí)，干燥成型，最后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。
[0006]本發(fā)明的制備方法中，步驟(1)所述的酸溶液為硫酸、硝酸或鹽酸中的一種或幾種。
[0007]步驟(2)所述的Al粉、Al2O3粉、發(fā)泡劑和納米凹凸棒土，按質(zhì)量百分比表示，Al粉45%~58%，Al2O3粉15%~32%，發(fā)泡劑2%~8%，納米凹凸棒土 5%~15%。
[0008]本發(fā)明所述的發(fā)泡劑為白云石、碳酸鈣、硫酸鈣或碳粉中的一種或幾種。
[0009]本發(fā)明所述的高溫?zé)Y(jié)溫度為600~800°C，燒結(jié)時(shí)間為5分鐘~30分鐘。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有的優(yōu)點(diǎn)在于:1)對(duì)凹凸棒土進(jìn)行活化處理，可改善凹凸棒土粉末的表面性能，提高其分散效果。2)凹凸棒土具有特殊的纖維結(jié)構(gòu)，可發(fā)揮其在泡沫鋁中的增強(qiáng)、增韌效應(yīng)，提高泡沫鋁材料的力學(xué)性能和耐久性能。3)凹凸棒土礦土儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉，本發(fā)明進(jìn)一步拓展了其應(yīng)用領(lǐng)域。【具體實(shí)施方式】
[0011]下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步地說(shuō)明，但本發(fā)明不限于這些實(shí)施例。
[0012]實(shí)施例1
(1)凹凸棒土的預(yù)處理活化
將凹凸棒土置于1.0 mo l.L-1的硫酸溶液中3小時(shí)，經(jīng)過(guò)濾、干燥、粉碎后，在250°C條件下熱處理2小時(shí)，得到活化后的凹凸棒土。
[0013](2)納米凹凸棒土 /泡沫鋁復(fù)合材料的制備
選取Al粉50%、A1203粉29%、白云石6%，破碎混合，在球磨機(jī)中球磨4小時(shí)，然后加入納米凹凸棒土 15%，繼續(xù)攪拌2小時(shí)，干燥成型，最后經(jīng)發(fā)泡溫度600°C進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為30分鐘。
[0014]實(shí)施例2
(1)凹凸棒土的預(yù)處理活化
將凹凸棒土置于2.0 mol.L-1的鹽酸溶液中2小時(shí)，經(jīng)過(guò)濾、干燥、粉碎后，在300°C條件下熱處理2小時(shí)，得到活化后的凹凸棒土。
[0015](2)納米凹凸棒土 /泡沫鋁復(fù)合材料的制備
選取Al粉58%、Al2O3粉31%、碳酸鈣2%，破碎混合，在球磨機(jī)中球磨6小時(shí)，然后加入納米凹凸棒土 9%，繼續(xù)攪拌I小時(shí)，干燥成型，最后經(jīng)發(fā)泡溫度700°C進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為15分鐘。
[0016]實(shí)施例3
(1)凹凸棒土的預(yù)處理活化
將凹凸棒土置于3.0 mo l,L-1的鹽酸溶液中I小時(shí)，經(jīng)過(guò)濾、干燥、粉碎后，在450°C條件下熱處理3小時(shí)，得到活化后的凹凸棒土。
[0017](2)納米凹凸棒土 /泡沫鋁復(fù)合材料的制備
選取Al粉45%、A1203粉32%、硫酸鈣8%，破碎混合，在球磨機(jī)中球磨6小時(shí)，然后加入納米凹凸棒土 15%，繼續(xù)攪拌I小時(shí)，干燥成型，最后經(jīng)發(fā)泡溫度700°C進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為15分鐘。
[0018]實(shí)施例4
(1)凹凸棒土的預(yù)處理活化
將凹凸棒土置于1.0 mo l.L-1的硝酸溶液中I小時(shí)，經(jīng)過(guò)濾、干燥、粉碎后，在300°C條件下熱處理2小時(shí)，得到活化后的凹凸棒土。
[0019](2)納米凹凸棒土 /泡沫鋁復(fù)合材料的制備
選取Al粉54%、A1203粉32%、碳粉8%，破碎混合，在球磨機(jī)中球磨5小時(shí)，然后加入納米凹凸棒土 6%，繼續(xù)攪拌3小時(shí)，干燥成型，最后經(jīng)發(fā)泡溫度800°C進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)時(shí)間為5分鐘。
[0020]本發(fā)明并不局限于以上實(shí)施例，實(shí)施例1~4僅僅是為了說(shuō)明本發(fā)明的原理而采用的示例性實(shí)施方式，然而對(duì)于本領(lǐng)域內(nèi)的普通技術(shù)人員而言，在不脫離本發(fā)明的實(shí)質(zhì)情況下，可以做出各種變型和改進(jìn)，這些變型和改進(jìn)也視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種泡沫鋁材料的制備方法，其特征在于具體步驟如下: 凹凸棒土的預(yù)處理活化 將凹凸棒土置于1.0~2.0mol.L-1的酸溶液中1~3小時(shí)，經(jīng)過(guò)濾、干燥、粉碎后，在250~450°C條件下熱處理2~3小時(shí)，得到活化后的凹凸棒土 ； 納米凹凸棒土/泡沫鋁復(fù)合材料的制備 按質(zhì)量比例將Al粉、Al2O3粉、發(fā)泡劑在球磨機(jī)中球磨4~6小時(shí)，然后加入納米凹凸棒土繼續(xù)攪拌I~3小時(shí)，干燥成型，最后進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫鋁材料的制備方法，其特征在于:步驟(1)所述的酸溶液為硫酸、硝酸或鹽酸中的一種或幾種。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫鋁材料的制備方法，其特征在于:步驟(2)所述的Al粉、Al2O3粉、發(fā)泡劑和納米凹凸棒土，按質(zhì)量百分比表示，Al粉45%~58%，Al2O3粉15%~32%,發(fā)泡劑2%~8%，納米凹凸棒土 5%~15%。
4.根據(jù)權(quán)利要求1或3所述的一種泡沫鋁材料的制備方法，其特征在于:所述的發(fā)泡劑為白云石、碳酸鈣、硫酸鈣或碳粉中的一種或幾種。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種泡沫鋁材料的制備方法，其特征在于:所述的高溫?zé)Y(jié)溫度為600~800°C，燒結(jié)時(shí)間為5分鐘~30分鐘。
【文檔編號(hào)】C22C21/00GK103898348SQ201410101172
【公開日】2014年7月2日 申請(qǐng)日期:2014年3月19日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月19日
【發(fā)明者】張宇, 左士祥 申請(qǐng)人:蘇州宇希新材料科技有限公司