专利名称：一种钛蜂窝材料的制备方法
技术领域：
本发明涉及一种金属蜂窝材料的制备方法 背景技术多孔金属是一种结构功能一体化的结构和功能材料，具有低密度、高孔隙率、闭孔或开 孔的结构特征，其性能表现有能量吸收、吸音、电磁屏蔽、低的热电导率、结构阻尼性能、 高比刚度等，是不同结构仪器或装置的可选材料。多孔金属以其独特的结构而具有许多优异 的性能，已经被广泛地应用于航天、航空、运输、环保、能源、生物等各种高科技领域以及 一般工业领域。钛金属蜂窝材料作为多孔金属材料的一种，具有许多多孔金属材料的优点， 如低密度，高孔隙率，大的比表面以及可以允许液体有选择的通过等，因此在许多方面得到 了广泛的应用。但是现有的钛金属蜂窝材料制备工艺要想制备得到壁厚均匀且孔径大小均一 的蜂窝材料，需要使用许多的套模具，制作工艺复杂，成本高。发明内容本发明的目的是为了解决现有的钛金属蜂窝材料制备工艺复杂、成本高的问题，而提供 了一种钛蜂窝材料的制备方法。本发明钛蜂窝材料按照以下步骤进行制备 一、按照重量份数比分别称取90 110份的 钛粉、35 50份的质量浓度为1% 4%的聚乙烯醇、0. 2 0. 7份的海藻酸钠和0. 2 0. 7份的正 辛醇，将聚乙烯醇、海藻酸钠和正辛醇混合均匀，再加入钛粉搅拌10 30min得到浆料；二 、向蜡质蜂窝结构支撑体中灌注浆料至密实，然后在45 55'C条件下，固化45 50h，再将 温度升至110 130。C条件下脱蜡70 80min后得到素坯；三、将步骤二的素坯放入烧结炉中 ，以4 6。C/min的升温速度将烧结炉中温度升至280 32(TC，保温30 50min，然后以8 12。C/min的升温速度升至1200 1400。C，保温l 3h，随炉冷却至室温，即得到钛蜂窝材料本发明的制作方法简单，仅使用一个蜡质蜂窝结构支撑体便可以实现钛蜂窝材料的制作 ，制作成本低。本发明制作得到钛蜂窝材料壁厚均匀、孔径大小均一，本发明制作得到的钛 蜂窝材料的壁厚为O. 2 0. 8mm，孔径为4 10mm，孔隙率为80% 95%，钛蜂窝材料的相对密 度为19% 31%。
具体实施方式
本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式
，还包括各具体实施方式
间的任意组合。
具体实施方式
一本实施方式钛蜂窝材料按照以下步骤进行制备 一、按照重量份数比 分别称取90 110份的钛粉、35 50份的质量浓度为1% 4%的聚乙烯醇、0. 2 0. 7份的海藻 酸钠和0.2 0.7份的正辛醇，将聚乙烯醇、海藻酸钠和正辛醇混合均匀，再加入钛粉搅拌 10 30min得到浆料；二、向蜡质蜂窝结构支撑体中灌注浆料至密实，然后在45 55。C条件 下，固化45 50h，再将温度升至110 13(TC，脱蜡70 80min后得到素坯；三、将步骤二的 素禾丕放入烧结炉中，以4 6。C/min的升温速度将烧结炉中温度升至280 32(TC，保温30 50min，然后以8 12。C/min的升温速度升至1200 1400。C，保温l 3h，随炉冷却至室温， 即得到钛蜂窝材料。本实施方式步骤一中的钛粉纯度为99. 5% 99. 99%。本实施方式步骤三中的蜡质蜂窝结构支撑体记载于名为《高熔点合金蜂窝材料的制备及 组织性能研究》的硕士毕业论文中。
具体实施方式
二本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中按照重量份数比分别 称取95 105份的钛粉、40 45份的聚乙烯醇、0. . 4 0. 6份的海藻酸钠和0. 4 0. 6份的正辛 醇。其它步骤及参数与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
三本实施方式与具体实施方式
一不同的是步骤一中按照重量份数比分别 称取100份的钛粉、40份的聚乙烯醇、0.5份的海藻酸钠和0.5份的正辛醇。其它步骤及参数 与具体实施方式
一相同。
具体实施方式
四本实施方式与具体实施方式
一、二或三不同的是步骤一中的钛粉的粒 径为50 80ym。其它步骤及参数与具体实施方式
一、二或三相同。
具体实施方式
五本实施方式与具体实施方式
四不同的是步骤二中加入钛粉搅拌20min 。其它步骤及参数与具体实施方式
四相同。
具体实施方式
六本实施方式与具体实施方式
一、二、三或五不同的是步骤二中在5(TC 条件下，固化48h。其它步骤及参数与具体实施方式
一、二、三或五相同。
具体实施方式
七本实施方式与具体实施方式
六不同的是步骤二中在12(TC条件下脱蜡 75min。其它步骤及参数与具体实施方式
六相同。
具体实施方式
八本实施方式与具体实施方式
一、二、三、五或七不同的是步骤三中以 5"C/min的升温速度将烧结炉中温度升至30(TC，保温40min。其它步骤及参数与具体实施方 式一、二、三、五或七相同。
具体实施方式
九本实施方式与具体实施方式
八不同的是步骤三中以l(TC/min的升温速 度升至130(TC，保温2h。其它步骤及参数与具体实施方式
八相同。
具体实施方式
十本实施方式钛蜂窝材料按照以下步骤进行制备 一、按照重量份数比 分别称取95份的钛粉、35份的质量浓度为1%的聚乙烯醇、0. 4份的海藻酸钠和0. 4份的正辛醇 ，将聚乙烯醇、海藻酸钠和正辛醇混合均匀，再加入钛粉搅拌15min得到浆料；二、向蜡质 蜂窝结构支撑体中灌注浆料至密，然后在47'C条件下，固化47，再将温度升至115'C，脱蜡 72min后得到素坯；三、将步骤四的素坯放入烧结炉中，以4。C/min的升温速度将烧结炉中温 度升至280。C，保温50min，然后以8 12。C/min的升温速度升至1200 1400。C，保温l 3h， 随炉冷却至室温，即得到钛蜂窝材料。本实施方式步骤三中的蜡质蜂窝结构支撑体记载于名为《高熔点合金蜂窝材料的制备及 组织性能研究》的硕士毕业论文中。本实施方式制作得到钛蜂窝材料的壁厚为O. 3mm，孔径为5mm，孔隙率为90. 02%，钛蜂窝 材料的相对密度为22. 7%。
具体实施方式
十一本实施方式钛蜂窝材料按照以下步骤进行制备 一、按照重量份数 比分别称取110份的钛粉、50份的质量浓度为4%的聚乙烯醇、0. 7份的海藻酸钠和0. 7份的正 辛醇，将聚乙烯醇、海藻酸钠和正辛醇混合均匀，再加入钛粉搅拌30min得到浆料；二、向 蜡质蜂窝结构支撑体中灌注浆料至密实，然后在55'C条件下，固化50h，再将温度升至13(TC ，脱蜡80min后得到素坯；三、将步骤二的素坯放入烧结炉中，以6。C/min的升温速度将烧结 炉中温度升至32(TC，保温30min，然后以12。C/min的升温速度升至140(TC，保温lh，随炉冷 却至室温，即得到钛蜂窝材料。本实施方式步骤三中的蜡质蜂窝结构支撑体记载于名为《高熔点合金蜂窝材料的制备及 组织性能研究》的硕士毕业论文中。本实施方式制作得到钛蜂窝材料的壁厚为O. 5mm，孔径为7mm，孔隙率为84. 04%，钛蜂窝 材料的相对密度为20%。
具体实施方式
十二本实施方式钛蜂窝材料按照以下步骤进行制备 一、按照重量份数 比分别称取105份的钛粉、45份的质量浓度为3%的聚乙烯醇、0. 6份的海藻酸钠和0. 6份的正 辛醇，将聚乙烯醇、海藻酸钠和正辛醇混合均匀，再加入钛粉搅拌25min得到浆料；二、向 蜡质蜂窝结构支撑体中灌注浆料至密实，然后在5(TC条件下，固化48h，再将温度升至123。C ，脱蜡78min后得到素坯；三、将步骤二的素坯放入烧结炉中，以4. 5"C/min的升温速度将烧 结炉中温度升至31(TC，保温42min，然后以irC/min的升温速度升至125(TC，保温2. 5h，随炉冷却至室温，即得到钛蜂窝材料。本实施方式步骤三中的蜡质蜂窝结构支撑体记载于名为《高熔点合金蜂窝材料的制备及 组织性能研究》的硕士毕业论文中。本实施方式制作得到钛蜂窝材料的壁厚为O. 7mm，孔径为7mm，孔隙率为87. 43%，钛蜂窝 材料的相对密度为30. 5%。
具体实施方式
十三本实施方式钛蜂窝材料按照以下步骤进行制备 一、按照重量份数 比分别称取100份的钛粉、40份的质量浓度为4%的聚乙烯醇、0. 5份的海藻酸钠和0. 5份的正 辛醇，将聚乙烯醇、海藻酸钠和正辛醇混合均匀，再加入钛粉搅拌20min得到浆料；二、向 蜡质蜂窝结构支撑体中灌注浆料至密实，然后在46。C条件下，固化47h，再将温度升至12(TC ，脱蜡75min后得到素坯；三、将步骤二的素坯放入烧结炉中，以5。C/min的升温速度将烧结 炉中温度升至30(TC，保温40min，然后以l(TC/min的升温速度升至130(TC，保温2h，随炉冷 却至室温，即得到钛蜂窝材料。本实施方式步骤三中的蜡质蜂窝结构支撑体记载于名为《高熔点合金蜂窝材料的制备及 组织性能研究》的硕士毕业论文中。本实施方式制作得到钛蜂窝材料的壁厚为O. 5mm，孔径为9mm，孔隙率为89. 33%，钛蜂窝 材料的相对密度为24%。
权利要求
1.一种钛蜂窝材料的制备方法，其特征在于钛蜂窝材料按照以下步骤进行制备一、按照重量份数比分别称取90～110份的钛粉、35～50份的质量浓度为1％～4％的聚乙烯醇、0.2～0.7份的海藻酸钠和0.2～0.7份的正辛醇，将聚乙烯醇、海藻酸钠和正辛醇混合均匀，再加入钛粉搅拌10～30min得到浆料；二、向蜡质蜂窝结构支撑体中灌注浆料至密实，然后在45～55℃条件下，固化45～50h，再将温度升至110～130℃，脱蜡70～80min后得到素柸；三、将步骤二的素柸放入烧结炉中，以4～6℃/min的升温速度将烧结炉中温度升至280～320℃，保温30～50min，然后以8～12℃/min的升温速度升至1200～1400℃，保温1～3h，随炉冷却至室温，即得到钛蜂窝材料。
2 根据权利要求l所述的一种钛蜂窝材料的制备方法，其特征在于步 骤一中按照重量份数比分别称取95 105份的钛粉、40 45份的聚乙烯醇、0. . 4 0. 6份的海 藻酸钠和O. 4 0. 6份的正辛醇。
3 根据权利要求l所述的一种钛蜂窝材料的制备方法，其特征在于步 骤一中按照重量份数比分别称取100份的钛粉、40份的聚乙烯醇、0. 5份的海藻酸钠和0. 5份 的正辛醇。
4 根据权利要求l、 2或3所述的一种钛蜂窝材料的制备方法，其特征 在于步骤一中的钛粉的粒径为50 80 y m。
5 根据权利要求4所述的一种钛蜂窝材料的制备方法，其特征在于步 骤一中所述的搅拌时间为20min。
6 根据权利要求l、 2、 3或5所述的一种钛蜂窝材料的制备方法，其 特征在于步骤二中在5(TC条件下，固化48h。
7 根据权利要求6所述的一种钛蜂窝材料的制备方法，其特征在于步 骤二中将温度升至12(TC，脱蜡75min。
8 根据权利要求l、 2、 3、 5或7所述的一种钛蜂窝材料的制备方法， 其特征在于步骤三中以5。C/min的升温速度将烧结炉中温度升至300。C，保温40min。
9 根据权利要求8所述的一种钛蜂窝材料的制备方法，其特征在于步 骤三中以10°C/min的升温速度升至1300°C ，保温2h。
全文摘要
一种钛蜂窝材料的制备方法，它涉及一种金属蜂窝材料的制备方法。本发明解决了现有的钛金属蜂窝材料制备工艺复杂、成本高的问题。方法一、称取原料，制作浆料；二、制作素坯；三、烧结炉中保温，然后随炉冷却至室温即得到钛蜂窝材料。本发明的方法制作工艺简单，成本低。
文档编号B22F3/11GK101648269SQ20091030737
公开日2010年2月17日 申请日期2009年9月21日 优先权日2009年9月21日
发明者朱兆军, 王宏伟, 魏尊杰 申请人:哈尔滨工业大学