一种陶瓷‑金属‑复合材料混杂多层材料的制作方法

文档序号:11170753
一种陶瓷‑金属‑复合材料混杂多层材料的制造方法与工艺

本发明涉及一种多层材料,特别是涉及一种陶瓷-金属-复合材料混杂多层材料。



背景技术:

目前c/sic复合材料能够耐高温抗氧化,其高温性能非常优异,在飞机发动机,刹车盘,结构受力件等领域具有广泛的应用,然而由于碳化硅陶瓷脆性大,易碎裂,大大限制了其使用范围。即使通过碳纤维增韧,其韧性可达到合金水平,但是由于碳化硅材料的缺口敏感性大,断裂的临界缺陷太低,大约为10-3mm个数量级,远远低于金属及其合金缺陷临界值(约1mm级),这一致命弱点却大大限制了其更广泛的应用。而难熔金属强度高,韧性高,其断裂的临界缺陷远高于碳化硅陶瓷,由于金属原子的长程有序排列和原子间金属键的特性,使其具有一定的塑性。glare层板既有金属板的特性,又有玻璃纤维的优点。“桥接”机理使其具有优异的抗疲劳特性;玻璃纤维的存在使其缺口强度保持较高水平;金属板的抗湿性能使glare层板具有良好的抗湿热性能;玻璃纤维层具有优异的抗腐蚀性。若将c/sic材料、mo金属薄板以及glare层板在高温下热压成型,制备出一种c/sic-mo金属-glare复合材料混杂多层材料,使的该材料具备优异的力学性能,综合了传统纤维复合材料和金属材料以及glare层板的特点,弥补了单一材料的不足,不但具有高比刚度和比强度,优良的疲劳性能以及损伤容限性能,还具有金属材料的韧性和可加工性,将显著提高材料的强韧性,大大降低材料的缺口敏感性,使其成为航空航天飞行器结构所需材料的理想选择。

一直以来,金属相增强陶瓷材料由于其优异的性能,各自的优缺点互补,一直是研究热点。文献“al2o3-ni3-al复合材料的机械性能研究,张炳荣,沈建兴,王介峰等.中国陶瓷,2000,30(4):5-7”介绍了一种镍铝合金增强氧化铝陶瓷材料,该材料通过粉末冶金的方法制得,与纯al2o3陶瓷相比,该复合材料直到1000℃仍保持了较高的断裂韧性。高明霞等人采用自发熔化渗透法制备了高tic含量的nial/tic和ni3-al/tic复合材料,使材料的断裂韧性大大增加。可见这类材料通过各自的优点而弥补或部分弥补了彼此的缺点,具有优异的性能。然而此类材料中空隙难以完全消除,若加入过多烧结助剂势必影响材料的力学性能,特别是通过自发熔化渗透法制备出的材料,结构不均匀,且存在不能消除的气孔,大大降低了材料的断裂韧性。

文献“申请号为201410056071.3的中国专利”公开了一种glare构件的制备成形方法,glare层板是由0.3-0.5mm厚的铝合金薄板与0.2-0.3mm厚的玻璃纤维预浸料交替层压而成,其密度低且具有突出的抗拉-压疲劳性能及较高的缺口断裂性能,其优异的性能、稳定的制备工艺和显著的成本优势,在航空航天上广泛应用。但是单纯的glare层板其耐高温,抗氧化以及强度硬度性能并不出众,在高温下易被氧化,在受到载荷时易弯曲,从而限制了其使用领域。而一种综合了传统纤维复合材料和金属特点的材料,将具有更加广阔的应用前景。



技术实现要素:

本发明的目的旨在克服现有技术的缺陷,提供了一种硬度高韧性好,能够耐高温抗氧化的陶瓷-金属-复合材料混杂多层材料。

为实现本发明的目的所采用的技术方案是:一种陶瓷-金属-复合材料混杂多层材料,其特征在于由c/sic材料、金属薄板和glare层板构成,其结构为叠层结构,由上至下依次为c/sic材料、金属薄板和glare层板。所述的c/sic材料厚度为1-4mm。所述的金属薄板可为mo、nb或ti金属及其合金材料中的一种,厚度为0.3-0.5mm。所述的glare层板厚度为2-5mm。

本发明的有益效果:(1)该材料通过在高温下热压成型的方法,集合陶瓷基复合材料、金属材料以及glare板的优点,使得该材料强韧性显著提高,缺口敏感性大为降低,大大提高了材料的强度及韧性;(2)该材料制备工艺简单,可靠,且易于推广应用。

附图说明

图1是一种陶瓷-金属-复合材料混杂多层材料的截面图:

10为c/sic陶瓷基复合材料;20为金属薄板;30为glare板。

具体实施方式

下面结合具体实施例,进一步阐明本发明,应理解这些实施例仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于

本技术:
所附权利要求所限定。

实施例一

一种陶瓷-金属-复合材料混杂多层材料,其特征在于由c/sic材料、金属薄板和glare层板构成,其结构为叠层结构,由上至下依次为c/sic材料、金属薄板和glare层板。所述的c/sic材料厚度为2mm。所述的金属薄板为mo金属材料,厚度为0.4mm。所述的glare层板厚度为3mm。

实施例二

一种陶瓷-金属-复合材料混杂多层材料,其特征在于由c/sic材料、金属薄板和glare层板构成,其结构为叠层结构,由上至下依次为c/sic材料、金属薄板和glare层板。所述的c/sic材料厚度为3mm。所述的金属薄板为ti金属材料,厚度为0.3mm。所述的glare层板厚度为4mm。



技术特征:

技术总结
本发明公开了一种陶瓷‑金属‑复合材料混杂多层材料,由C/SiC材料、金属薄板和Glare层板构成,其结构为叠层结构,由上至下依次为C/SiC材料、金属薄板和Glare层板。所述的C/SiC材料厚度为1‑4mm。所述的金属薄板可为Mo、Nb或Ti金属及其合金材料中的一种,厚度为0.3‑0.5mm。所述的Glare层板厚度为2‑5mm。该材料通过在高温下热压成型的方法,集合陶瓷基复合材料、金属材料以及Glare板的优点,使得该材料强韧性显著提高,缺口敏感性大为降低,大大提高了材料的强度及韧性。

技术研发人员:潘影;其他发明人请求不公开姓名
受保护的技术使用者:苏州宏久航空防热材料科技有限公司
技术研发日:2017.07.24
技术公布日:2017.10.03
再多了解一些
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