专利名称：一种铝搪瓷复合材料及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种复合材料及其制备方法，具体涉及搪瓷复合材料及其制备方法；属于复合材料技术领域。
背景技术：
铝或铝合金材料用途广泛，由于其综合性能较好、其可用于很多领域，但其生产制造成本较高，在一定程序上限制了铝、铝合金材料的应用。目前采用的树脂或高分子材料与填料组成的复合材料在某些领域中可部分替代铝或铝合金材料，但树脂或高分子材料作为粘合剂与填料组成的产品在耐高温性、导热性和其它物理性能方面不够理想，加之该类产品生产成本也偏高，将其用于某些领域同样存在一定的局限性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种综合性能优异、成本低廉的铝搪瓷复合材料。本发明的另一目的在于提供上述铝搪瓷复合材料的制备方法。本发明目的是通过如下技术方案实现的:
一种铝搪瓷复合材料，其特征在于:所述复合材料组成成分为铝搪瓷25% 60%，铝或/和铝合金25% 60%、骨材10 30%，以重量百分比计。现有技术中铝搪瓷作为功能性复合材料的组分之一，均是作为表面处理组分添加的、其添加量占复合材料总量的比例小，发明人在长期的研发过程中，创造性地提出了将铝搪瓷作为功能性复合材料的结构性组分添加，结果表明该铝搪瓷复合材料综合性能优异、且成本低廉，是一种理想的铝或铝合金替代材料。本发明所述铝搪瓷、铝合金均是本领域技术人员知晓、明确的概念。虽然铝搪瓷、铝合金根据不同用途，其组成成分有细微差异，但所有种类的铝搪瓷、铝合金均适用于本发明。例如，无铅铝搪瓷(组成为Na2O占15 25wt%，TiO2占20 30wt%，SiO2占25 35wt%，Li02、K20、Ba0、Al203、B2OJP F4占20 30wt%)、有铅铝搪瓷等等均适用于本发明。本发明骨材为一切在400 600°C不与铝搪瓷、铝或铝合金发生化学反应的固体填充料，例如三氧化二铝、二氧化硅、碳酸钙等；也可为在400 600°C不与铝搪瓷、铝或铝合金发生化学反应的多种类型固体填充料按任意比例组合而成。所述骨材起填充作用，同时起增加复合材料的强度、从而提高本发明复合材料的物理性能。具体地说，上述铝搪瓷复合材料组成成分为铝搪瓷51 60%，铝或/和铝合金27 35%、上述骨材12 18%，以重量百分比计。更具体地说，上述铝搪瓷复合材料组成成分为铝搪瓷58%、铝合金30%、三氧化二铝8%、二氧化硅4%，以重量百分比计，所述铝搪瓷组成为Na2O占15 25wt%，TiO2占20 30wt%, SiO2 占 25 35wt%, LiO2、K2O, BaO、Al2O3' B2O3 和 Γ1 占 20 30wt% 的无铅铝搪瓷。上述铝搪瓷复合材料的制备方法，按以下步骤进行:
a.将各种材料以粉态的形式充分混合；b.将混合好的粉料冷压成坯；
c.将上述冷成型的坯经400 600°C烧结成型坯(适合不同吨位的热挤压机)；
d.烧结后的型坯经热挤压机挤出商品型材。本发明铝搪瓷复合材料的制备方法，还可按如下步骤进行:
将熔融状态的铝搪瓷材料直接加入铝或/和铝合金、上述骨材中，在400 600°C下揑合均匀，冷却，然后直接挤压成成品或制成型坯。本发明具有如下有益效果:
本发明铝搪瓷复合材料综合性能优异，经测试其导热系数在70 200w/m -k,其绝缘性好，可耐400 500°C高温、防氧化性能优异；生产成本低廉，为15 20元/kg。由于本发明铝搪瓷复合材料综合性能优异、生产成本低廉，是一种理想的铝、铝合金替代材料，可在诸多领域中被广泛推广运用。
具体实施例方式下面通过实施例对本发明进行具体的描述，有必要在此指出的是以下实施例只用于对本发明做进一步说明，不能理解为对本发明保护范围的限制，该领域的技术人员可以根据上述发明内容对本发明作出一些非本质的改进和调整。实施例1
一种铝搪瓷复合材料，其组成成分为有铅铝搪瓷25%，金属铝60%，碳酸钙15%，以重量百分比计；按如下步骤制得:
a.将上述有铅铝搪瓷、金属铝、碳酸钙以粉态的形式充分混合；
b.将混合好的粉料冷压成坯；
c.将上述冷成型的坯经400 450°C烧结成型坯(适合不同吨位的热挤压机)；
d.烧结后的型坯经热挤压机挤出商品型材。实施例2
一种铝搪瓷复合材料，其组成成分为无铅铝搪瓷60%，6061铝合金27%，二氧化硅13%，以重量百分比计；按如下步骤制得:
a.将上述无铅铝搪瓷、铝合金及碳化硅以粉态的形式充分混合；
b.将混合好的粉料冷压成坯；
c.将上述冷成型的坯经500 550°C烧结成型坯(适合不同吨位的热挤压机)；
d.烧结后的型坯经热挤压机挤出商品型材。实施例3
一种铝搪瓷复合材料，其组成成分为铝搪瓷30%，金属铝40%，二氧化硅30%，以重量百分比计；按如下步骤制得:
将熔融状态的铝搪瓷材料直接加入金属铝、二氧化硅骨材中，在520 600°C下揑合均匀，冷却，然后直接挤压成成品或制成型坯。实施例4
一种铝搪瓷复合材料，其组成成分为铝搪瓷43%，金属铝37%，三氧化二铝20%，以重量百分比计；按如下步骤制得:
将熔融状态的铝搪瓷材料直接加入金属铝、三氧化二铝骨材中，在420 460°C下揑合均匀，冷却，然后直接挤压成成品或制成型坯。实施例5
一种铝搪瓷复合材料，其组成成分为铝搪瓷60%，铝合金30%，三氧化二铝1%、二氧化硅4%、碳化硅2%、碳酸钙3%，以重量百分比计；按如下步骤制得:
将熔融状态的铝搪瓷材料直接加入金属铝、三氧化二铝、二氧化硅、碳化硅、碳酸钙骨材中，在420 500°C下 揑合均匀，冷却，然后直接挤压成成品或制成型坯。实施例6
一种铝搪瓷复合材料，其组成成分为铝搪瓷58%、铝合金30%、三氧化二铝8%、二氧化硅4%，以重量百分比计，所述铝搪瓷组成为Na2O占15 25wt%，TiO2占20 30wt%，SiO2占25 35wt%, LiO2' K2O, BaO、Al2O3' B2O3 和 Γ1 占 20 30wt% 的无铅铝搪瓷。上述实施例制得的铝搪瓷复合材料综合性能优异，经测试其导热系数在70 200w/m.k，其绝缘性好，可耐400 500°C高温、防氧化性能优异；生产成本低廉，为15 20元/kg。经测试，铝或铝合金材料其导热系数在70 90w/m.k、成本约为40元/kg ;导热塑料其导热系数在I 6w/m.k (如Thertrare导热系数在3.6w/m.k)、成本约为100
元 /kg。
权利要求
1.一种铝搪瓷复合材料，其特征在于:所述复合材料组成成分为铝搪瓷25% 60%，铝或/和铝合金25% 60%、骨材10 30%，以重量百分比计。
2.如权利要求1所述的铝搪瓷复合材料，其特征在于:所述铝搪瓷是组成为Na2O占15 25wt%, TiO2 占 20 30wt%, SiO2 占 25 35wt%, LiO2' K2O, BaO、Al2O3' B2O3 和 Γ1 占20 30wt%的无铅铝搪瓷。
3.如权利要求1或2所述的铝搪瓷复合材料，其特征在于:所述骨材为一切在400 600°C不与铝搪瓷、铝或铝合金发生化学反应的固体填充料。
4.如权利要求3所述的铝搪瓷复合材料，其特征在于:所述骨材为三氧化二铝、二氧化硅、碳酸钙中的一种或多种任意组合。
5.如权利要求1 4任一项所述的铝搪瓷复合材料，其特征在于:所述复合材料组成成分为铝搪瓷51 60%，铝或/和铝合金27 35%、所述的骨材12 18%，以重量百分比计。
6.如权利要求1所述的铝搪瓷复合材料，其特征在于:所述铝搪瓷复合材料组成成分为铝搪瓷58%、铝合金30%、三氧化二铝8%、二氧化硅4%，以重量百分比计，所述铝搪瓷组成为 Na2O 占 15 25wt%, TiO2 占 20 30wt%, SiO2 占 25 35wt%, Li02、K20、BaO、A1203、B2O3和F—1占20 30wt%的无铅铝搪瓷。
7.如权利要求1 6任一项所述铝搪瓷复合材料的制备方法，按以下步骤进行: 将各种原材料以粉态的形式充分混合； 将混合好的粉料冷压成坯； 将上述冷成型的坯经400 6 00°C烧结成型坯； 烧结后的型坯经热挤压机挤出商品型材。
8.如权利要求1 6任一项所述铝搪瓷复合材料的制备方法，按以下步骤进行: 将熔融状态的铝搪瓷材料直接加入铝或/和铝合金、所述骨材中，在400 600°C下揑合均匀，冷却，然后直接挤压成成品或制成型坯。
全文摘要
一种铝搪瓷复合材料及其制备方法，所述复合材料组成成分为铝搪瓷25%～60%，铝或/和铝合金25%～60%、骨材10～30%，以重量百分比计；将熔融状态的铝搪瓷材料直接加入铝或/和铝合金、所述骨材中，在400～600℃下揑合均匀，冷却，然后直接挤压成成品或制成型坯。本发明铝搪瓷复合材料综合性能优异，经测试其导热系数在70～200w/m·k，其绝缘性好，可耐400～500℃高温、防氧化性能优异；生产成本低廉，为15～20元/kg。由于本发明铝搪瓷复合材料综合性能优异、生产成本低廉，是一种理想的铝、铝合金替代材料，可在诸多领域中被广泛推广运用。
文档编号C22C21/00GK103173660SQ20111042980
公开日2013年6月26日 申请日期2011年12月20日 优先权日2011年12月20日
发明者苏雷虹, 钱晓东, 谢敏 申请人:重庆琦韵科技有限公司