一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料的制作方法
【专利摘要】本发明涉及一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料。按质量百分比表示，包括：Al粉45%～58%，Al2O3粉5%～32%，发泡剂2%～8%，纳米凹凸棒土5%～15%。本发明与现有技术相比，具有的优点在于：1）对凹凸棒土进行活化处理，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纤维结构，可发挥其在泡沫铝中的增强、增韧效应，提高泡沫铝材料的力学性能和耐久性能。3）凹凸棒土矿土储量丰富、价格低廉，本发明进一步拓展了其应用领域。4）原料中添加的Al2O3粉可提高泡沫铝的耐高温、耐腐蚀性。
【专利说明】一种纳米凹凸棒土泡沬铝复合材料
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种泡沫铝材料，特别涉及一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料。
【背景技术】
[0002]泡沫铝是一种新型功能材料，它是金属铝基体中分散着无数气泡的类似泡沫状的超轻金属材料，一般孔隙率为40%~98%。它比重小、耐热、吸音、抗震、有特殊的物理和化学性能，在机械、电子、建筑、交通运输、轻化工、军工等领域有广泛的应用前景，如用作轻质装潢建筑材料、轻化工填料及催化剂、热交换器、阻燃材料、隔音消声、减震抗冲、电磁屏蔽等。
[0003]我国对泡沫铝的制备工艺的基础研究也进行了一些探索性的工作，并取得了一定的进展。文献(周全，吴蒙，碳酸镁发泡剂制备泡沫铝的研究，铸造技术，2(30)，257~259.)公开了一种泡沫铝，其选用ZL102合金为主体原料，钙为增粘剂，碳酸镁为发泡剂，采用直接发泡法制备出低密度、高孔隙率的泡沫铝。专利CN103320639公开了一种泡沫铝的制备方法，其将铝屑颗粒和发泡剂混合制备泡沫铝，具有成本低的优点。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于针对现有技术中的泡沫铝韧性较差的问题提供一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料。
[0005]实现本发明目的的技术方案为:一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料，按质量百分比表示，包括:A1粉45%~58%，Al2O3粉15%~32%，发泡剂2%~8%，纳米凹凸棒土 5%~15%。
[0006]进一步地，本发明所述的发泡剂为白云石、碳酸钙、硫酸钙或碳粉中的一种或几种。
[0007]本发明中所述的纳米凹凸棒土可经过预处理活化。预处理活化具体步骤为:将凹凸棒土置于1.0~2.0mol.L-1的酸溶液中I~3小时,经过滤、干燥、粉碎后,在250~450°C条件下热处理2~3小时。
[0008]进一步地，本发明所述的酸溶液为硫酸、硝酸或盐酸中的一种或几种。
[0009]本发明一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料，具体制备步骤为:按质量比例将Al粉、Al2O3粉、发泡剂在球磨机中球磨4~6小时，然后加入纳米凹凸棒土继续搅拌I~3小时，干燥成型，最后进行高温烧结。
[0010]特别地，所述的高温烧结温度为600~800°C。
[0011]本发明与现有技术相比，具有的优点在于:1)对凹凸棒土进行活化处理，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纤维结构，可发挥其在泡沫铝中的增强、增韧效应，提高泡沫铝材料的力学性能和耐久性能。3)凹凸棒土矿土储量丰富、价格低廉，本发明进一步拓展了其应用领域。4)原料中添加的Al2O3粉可提高泡沫铝的耐高温、耐腐蚀性。【具体实施方式】
[0012]下面结合实施例对本发明做进一步地说明，但本发明不限于这些实施例。
[0013]实施例1
(I)凹凸棒土的预处理活化
将凹凸棒土置于1.0 mo I.L-1的硫酸溶液中3小时，经过滤、干燥、粉碎后，在250°C条件下热处理2小时，得到活化后的凹凸棒土。
[0014](2)纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料的制备
选取Al粉50%、A1203粉29%、白云石6%，破碎混合，在球磨机中球磨4小时，然后加入纳米凹凸棒土 15%，继续搅拌2小时，干燥成型，最后经发泡温度600°C进行烧结，烧结时间为30分钟。
[0015]实施例2
(I)凹凸棒土的预处理活化
将凹凸棒土置于2.0 mo I.L-1的盐酸溶液中2小时，经过滤、干燥、粉碎后，在300°C条件下热处理2小时，得到活化后的凹凸棒土。
[0016](2)纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料的制备
选取Al粉52%、Al2O3粉10%、碳酸钙30%，破碎混合，在球磨机中球磨6小时，然后加入纳米凹凸棒土 8%，继续搅拌I小时，干燥成型，最后经发泡温度700°C进行烧结，烧结时间为15分钟。
[0017]实施例3
(I)凹凸棒土的预处理活化
将凹凸棒土置于3.0 mo I.L-1的盐酸溶液中I小时，经过滤、干燥、粉碎后，在450°C条件下热处理3小时，得到活化后的凹凸棒土。
[0018](2)纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料的制备
选取Al粉58%、Al2O3粉5%、硫酸钙32%，破碎混合，在球磨机中球磨6小时，然后加入纳米凹凸棒土 5%，继续搅拌I小时，干燥成型，最后经发泡温度700°C进行烧结，烧结时间为15分钟。
[0019]实施例4
(I)凹凸棒土的预处理活化
将凹凸棒土置于1.0 mo I.L-1的硝酸溶液中I小时，经过滤、干燥、粉碎后，在300°C条件下热处理2小时，得到活化后的凹凸棒土。
[0020](2)纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料的制备
选取Al粉54%、A1203粉32%、碳粉8%，破碎混合，在球磨机中球磨5小时，然后加入纳米凹凸棒土 6%，继续搅拌3小时，干燥成型，最后经发泡温度800°C进行烧结，烧结时间为5分钟。
[0021]对实施例1~4所制得的样品进行分析测试，测试结果如表1所示。
[0022]表1
【权利要求】
1.一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料，其特征在于:按质量百分比表示，包括:A1粉45%~58%，Al2O3粉15%~32%，发泡剂2%~8%，纳米凹凸棒土 5%~15%。
2.根据权利要求1所述的一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料，其特征在于:所述的发泡剂为白云石、碳酸钙、硫酸钙或碳粉中的一种或几种。
3.根据权利要求1所述的一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料，其特征在于:所述的纳米凹凸棒土经过预处理活化。
4.根据权利要求3所述的一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料，其特征在于:所述的凹凸棒土预处理活化步骤为:将凹凸棒土置于1.0~2.0mol.L-1的酸溶液中1~3小时,经过滤、干燥、粉碎后，在250~450°C条件下热处理2~3小时。
5.根据权利要求4所述的一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料，其特征在于:所述的酸溶液为硫酸、硝酸或盐酸中的一种或几种。
6.根据权利要求1所述的一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料，其特征在于:通过如下方法制得:按质量比例将Al粉、Al2O3粉、发泡剂在球磨机中球磨4~6小时，然后加入纳米凹凸棒土继续搅拌1~3小时，干燥成型，最后进行高温烧结。
7.根据权利要求6所述的一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料，其特征在于:所述的高温烧结温度为600~800°C，烧结时间为5分钟~30分钟。
8.根据权利要求6所述的一种纳米凹凸棒土泡沫铝复合材料，其特征在于:所述的发泡剂为白云石、碳酸钙、硫酸钙或碳粉中的一种或几种。
【文档编号】C22C32/00GK103924112SQ201410102366
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2014年3月19日 优先权日:2014年3月19日
【发明者】张宇, 左士祥 申请人:苏州宇希新材料科技有限公司