本发明涉及斯特林制冷机技术领域，具体涉及一种斯特林制冷机活塞材料。
背景技术：
随着科技的发展，各种新材料新工艺在斯特林制冷机活塞中得到越来越多的应用。活塞作为斯特林制冷机的关键部件，其与气缸的摩擦系数、耐磨性、线性膨胀系数及其间隙等参数直接决定斯特林制冷机的效率、性能以及可靠性等。
目前国内斯特林制冷机的活塞主要应用的工艺是在活塞表面制备高分子聚合物固体自润滑层，其工序周期长，耐磨性差，使用寿命短。
技术实现要素：
本发明提出的一种斯特林制冷机活塞材料，可解决现有的相关活塞材料工序周期长，耐磨性差，使用寿命短的技术问题。
为实现上述目的，本发明采用了以下技术方案：
一种斯特林制冷机活塞材料，包括：
所述斯特林制冷机活塞材料包括下列体积份的原料制成：铝合金20～70份，碳化硅20～70份，石墨2～4份，助烧剂1～4份，镁1～2份，分散剂2～5份，润湿剂1～3份。
由上述技术方案可知，本发明提供一种斯特林制冷机活塞材料，是一种碳化硅颗粒增强铝基复合材料，可以将活塞做成整体式，加工工艺简单，耐磨性好，线膨胀系数低，使用寿命长。
本发明可以有效减少斯特林制冷机的工序时间，节约成本，同时具有优异的耐磨性和耐高低温性能，导热好，热膨胀系数小。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。
实施例1：
本发明提供一种斯特林制冷机活塞材料，所述的斯特林制冷机活塞材料由下列体积份的原料制成：铝合金40份，碳化硅50份，石墨3份，助烧剂1份，镁2份，分散剂2份，润湿剂2份；实施例1具体采用铝合金的牌号为alsi10mg。
实施例2：
本发明提供一种斯特林制冷机活塞材料，所述的斯特林制冷机活塞材料由下列体积份的原料制成：铝合金20份，碳化硅67份，石墨3份，助烧剂1份，镁1份，分散剂5份，润湿剂3份；实施例2具体采用铝合金的牌号为2009。
实施例3：
本发明提供一种斯特林制冷机活塞材料，所述的斯特林制冷机活塞材料由下列体积份的原料制成：铝合金70份，碳化硅20份，石墨4份，助烧剂1份，镁2份，分散剂1份，润湿剂2份；实施例3具体采用铝合金的牌号为6061。
本实施例的验证结果如下：
斯特林制冷机活塞材料的主要成分的铝碳化硅是一种颗粒增强铝基复合材料，采用铝合金作为基体，碳化硅作为增强体，通过提高碳化硅体积分数可以使材料的热膨胀系数显著降低。
本实施例选用的铝碳化硅材料是采用压铸法工艺制备而成，其热膨胀系数小(比喷涂层小一个量级)，热导率大(和铝接近)，比刚度大，尺寸稳定性好。
为验证这种整体式活塞(无涂层)可行性，对铝碳化硅后塞在sf21750/02斯特林制冷机上进行摸底试验。新材料活塞的压缩机与新膨胀机装配后第一次试验结果为常温降温时间3分25秒(相比缩短了10秒左右)冷量2.1w/1.064(提高0.1w)；高温降温时间，4分52秒。冷量1.2w/1.065，高温性能和之前差不多。
基于摩擦学行为时系统依赖的，对摩擦副而言它的摩擦和磨损是受许多因素影响的复杂问题，它不仅依赖于所参与摩擦和磨损过程的材料。而且与运行条件等有关。经常发生的情况是，只要某一因素发生微小变化，摩擦副的磨损量或摩擦系数就会发生明显变化。因而，摩擦副的摩擦学特性并不像硬度、强度或其他学性能那样近表现为材料的固有特性，而是表现为给定的工作量下受所参与摩擦磨损过程的元素的共同作用制约的系统特性。
在此次摸底实验的整体式活塞在结构和工艺上与之前的喷涂层相比具有颠覆性的变化，活塞与气缸的问隙相对之前的摩擦副减少到了原示的2/3，活塞的质量也减小4g左右。摸底试验结果表明采用系统分析的方法，进行摩擦副匹配的正确设计，后期对对偶件材料以及制冷机工艺参数进行优化，这种新型摩擦副材料必然会在制冷机可靠性大幅提升中起到重要作用。
以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
1.一种斯特林制冷机活塞材料，其特征在于：
所述斯特林制冷机活塞材料包括下列体积份的原料制成：铝合金20~70份，碳化硅20~70份，石墨2~4份，助烧剂1~4份，镁1~2份，分散剂2~5份，润湿剂1~3份。
2.根据权利要求1所述的斯特林制冷机活塞材料，其特征在于：
所述斯特林制冷机活塞材料包括下列体积份的原料制成：铝合金40份，碳化硅50份，石墨3份，助烧剂1份，镁2份，分散剂2份，润湿剂2份。
3.根据权利要求1所述的斯特林制冷机活塞材料，其特征在于：
所述斯特林制冷机活塞材料包括下列体积份的原料制成：铝合金20份，碳化硅67份，石墨3份，助烧剂1份，镁1份，分散剂5份，润湿剂3份。
4.根据权利要求1所述的斯特林制冷机活塞材料，其特征在于：
所述斯特林制冷机活塞材料包括下列体积份的原料制成：铝合金70份，碳化硅20份，石墨4份，助烧剂1份，镁2份，分散剂2份，润湿剂1份。