本发明属于黑色金属陶瓷材料领域，具体涉及一种微孔黑色金属陶瓷材料及其制备方法。
背景技术：
摩擦材料是一种应用在机械上的制动和传动功能材料。它们被广泛用于飞机、火车、汽车、石油、矿山、风力发电和各种传动设备上。它主要由高分子粘结剂、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成，经过一系列加工而成的制品。现有的合成摩擦材料在使用过程中会产生高温，随着温度的升高，其中的高分子粘结剂会逐渐的碳化和快速分解，进而制动性能逐渐减退并产生大量的有毒有害气体，添加量越大，产生有毒有害气体越多，对大气及人体损害越大，另外，大部分市场上的摩擦材料在使用过程中会产生静电，甚至形成火花，容易造成安全事故。
金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的复合材料。金属陶瓷中的陶瓷相是具有高熔点、高硬度的氧化物或难熔化合物，金属相主要是过渡元素(铁、钴、镍、铬、钨、钼等)及其合金。将陶瓷和粘接金属研磨混合均匀，成型后在不活泼气氛中烧结，就可制得金属陶瓷。金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，它密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。另外，在金属表面涂一层气密性好、熔点高、传热性能很差的陶瓷涂层，也能防止金属或合金在高温下氧化或腐蚀。金属陶瓷广泛地应用于火箭、导弹、超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等处。
黑色金属是一种对人体无害、无污染的材料。同时，它具有吸附、催化、降解作用，是一种对污水中有害物质的去除剂，但现实应用中，大量使用原生态未加工状态的黑色金属，其利用的效率十分低下，没有充分发挥其应有的物化性能优势。目前，工业制造过程中还是在大量使用铝等轻质有色金属材料，还没有对轻质多孔隙黑色金属材料进行利用，有色金属材料不仅造价昂贵，而且在使用过程中容易造成有色金属污染。
技术实现要素：
本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种防静电、无污染，表面疏松、多孔、有塑性且不生锈的黑色金属陶瓷材料。该材料能广泛的应用于摩擦材料和密封材料领域中。
本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种微孔黑色金属陶瓷材料，该微孔黑色金属陶瓷材料是由以重量计的下述组分组成：70-85％重量份的黑色金属材料、0-5％重量份的煤基活性碳、5-10％重量份的三氧化二铝和10-15％重量份的硅酸钠溶液，所述的硅酸钠溶液的密度为1.39t/m3、模数为3.39；
其中，所述的黑色金属材料为cn102660224a中的黑色金属摩擦材料；
本发明的另一目的是提供了一种微孔金属陶瓷材料的制备方法，该方法包括以下步骤：
a、将所述黑色金属摩擦材料在常温下浸泡在所述硅酸钠溶液内6-12小时，使所述的硅酸钠溶液完全渗透粘附到所述的黑色金属摩擦材料中，然后将所述的黑色金属摩擦材料取出自然控干；
b、将所述煤基活性碳和步骤a中所述的控干后的黑色金属摩擦材料放入混料机中进行混合，混合好后取出自然控干，放入固化炉中进行4-6小时高温固化，固化温度控制在300-600℃，使所述的煤基活性碳很好的粘附在所述的黑色金属摩擦材料表面，得到固化后的混合物。
c、将步骤b中所述的固化后的混合物浸泡在所述的硅酸钠溶液中，使所述的硅酸钠溶液完全渗透粘附到所述的固化后的混合物中；
d、将步骤c中所述的渗透粘附着硅酸钠溶液的固化后的混合物和所述的三氧化铝放入混料机中进行混合，让三氧化二铝粘附在混合材料表面，混合好后取出，自然控干，放入固化炉中进行4-6小时高温固化，固化温度控制在300-600℃，使所述的三氧化二铝很好的粘附在所述的黑色金属摩擦材料表面，即得到所述的微孔黑色金属陶瓷材料，其比重为1.5-2.0t/m3。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明为表面疏松、多孔、有塑性且不生锈的微孔黑色金属陶瓷材料。表面粗糙有利于在混料时能够与其他物质有很好的亲和力，使混料均匀；轻质有利于其他物质比容接近，有很好的分散性能；疏松、多孔使其有很好的吸音作用，减少在制动时产生的噪音；有塑性使其在受外力压制时产生变形，压力越大变形量越大，增强效果越好；黑色金属材料有利于其防止静电产生，同时能增强材料的韧性；不生锈，能够延长该材料的使用寿命，而且能保障使用过程中性能不衰减。因此，本发明微孔黑色金属陶瓷材料有很好的强度和抗冲击性能。
另外使用本发明微孔黑色金属陶瓷材料可大幅度减少或替换高分子粘结剂的使用量，可提高产品在制动时的稳定性，特别是连续制动产生高温时的稳定性，无污染，安全性能高。
本发明微孔黑色金属陶瓷材料添加到摩擦密封材料中，能提高摩擦密封材料在使用过程中特别是高温时的制动性能，稳定性，减少交通事故发生。在混料时削除内热、削除静电。混料易均匀。
能减少汽制动材料在制动时的噪音、减少在制动过程时产生的金属火花，减少火灾隐患。提高安全性能。
因有机粘结剂随温度升高碳化分解速度加快，在高温下制动性能不稳定。使用本发明的微孔金属陶瓷材料减少摩擦材料中添加的有机粘结剂使用量，降低生产成本，也减少了污染。
本发明所使用的原料都可以在市场上通过商购的方式便可以获得，成本低，其中三氧化二铝是采用(山西阳泉)煅烧过的三氧化二铝，活性碳是采用(银川)煤基活性碳,所述的硅酸钠溶液由唐山曹妃甸采购。
本发明的微孔黑色金属陶瓷材料的化学成份及质量分数含量如下：
其他余量为杂质。
本发明的微孔黑色金属陶瓷材料的物理性能如下：
色泽：棕黑色颗粒状粉体
目数：-20-150目
比重：1.5-2.0t/m3
莫氏硬度：2-3
烧失量：3.3％；残余量：96.7％
本发明的微孔黑色金属陶瓷材料的宏微观形态：
1、宏观形态为细颗粒，粒度的分级范围是-20目至+150目。
2、微观上在sem电镜下主要有三种特征：大量层片结构，相当多的微颗粒分布和部分空间结构等。
附图说明
图1为本发明的微孔黑色金属陶瓷材料在sem电镜下微观结构
具体实施方式
以下对本发明的原理和特征进行描述，所举实例只用于解释本发明，并非用于限定本发明的范围。
实施例1
一种微孔金属陶瓷材料的制备方法，其步骤具体如下：
a、将70重量份的黑色金属摩擦材料在常温下浸泡在10重量份的硅酸钠溶液内6小时，使所述的硅酸钠溶液完全渗透粘附到所述的黑色金属摩擦材料中，然后将所述的黑色金属摩擦材料取出自然控干；
b、将5重量份的煤基活性碳和步骤a中所述的控干后的黑色金属摩擦材料放入混料机中进行混合，混合好后取出自然控干，放入固化炉中进行4小时高温固化，固化温度控制在300℃，使所述的煤基活性碳很好的粘附在所述的黑色金属摩擦材料表面，得到固化后的混合物。
c、将步骤b中所述的固化后的混合物浸泡在所述的硅酸钠溶液中，使所述的硅酸钠溶液完全渗透粘附到所述的固化后的混合物中；
d、将步骤c中所述的渗透粘附着硅酸钠溶液的固化后的混合物和10重量份的三氧化铝放入混料机中进行混合，让三氧化二铝粘附在混合材料表面，混合好后取出，自然控干，放入固化炉中进行4小时高温固化，固化温度控制在300℃，使所述的三氧化二铝很好的粘附在所述的黑色金属摩擦材料表面，即得到所述的微孔黑色金属陶瓷材料，其比重为1.5t/m3。
实施例2
一种微孔金属陶瓷材料的制备方法，其步骤具体如下：
a、将84.5重量份的黑色金属摩擦材料在常温下浸泡在10重量份的硅酸钠溶液内12小时，使所述的硅酸钠溶液完全渗透粘附到所述的黑色金属摩擦材料中，然后将所述的黑色金属摩擦材料取出自然控干；
b、将0.5重量份的煤基活性碳和步骤a中所述的控干后的黑色金属摩擦材料放入混料机中进行混合，混合好后取出自然控干，放入固化炉中进行6小时高温固化，固化温度控制在600℃，使所述的煤基活性碳很好的粘附在所述的黑色金属摩擦材料表面，得到固化后的混合物。
c、将步骤b中所述的固化后的混合物浸泡在所述的硅酸钠溶液中，使所述的硅酸钠溶液完全渗透粘附到所述的固化后的混合物中；
d、将步骤c中所述的渗透粘附着硅酸钠溶液的固化后的混合物和5重量份的三氧化铝放入混料机中进行混合，让三氧化二铝粘附在混合材料表面，混合好后取出，自然控干，放入固化炉中进行6小时高温固化，固化温度控制在600℃，使所述的三氧化二铝很好的粘附在所述的黑色金属摩擦材料表面，即得到所述的微孔黑色金属陶瓷材料，其比重为2.0t/m3。
实施例3
一种微孔金属陶瓷材料的制备方法，其步骤具体如下：
a、将78重量份的黑色金属摩擦材料在常温下浸泡在12重量份的硅酸钠溶液内8小时，使所述的硅酸钠溶液完全渗透粘附到所述的黑色金属摩擦材料中，然后将所述的黑色金属摩擦材料取出自然控干；
b、将3重量份的煤基活性碳和步骤a中所述的控干后的黑色金属摩擦材料放入混料机中进行混合，混合好后取出自然控干，放入固化炉中进行5小时高温固化，固化温度控制在450℃，使所述的煤基活性碳很好的粘附在所述的黑色金属摩擦材料表面，得到固化后的混合物。
c、将步骤b中所述的固化后的混合物浸泡在所述的硅酸钠溶液中，使所述的硅酸钠溶液完全渗透粘附到所述的固化后的混合物中；
d、将步骤c中所述的渗透粘附着硅酸钠溶液的固化后的混合物和7重量份的三氧化铝放入混料机中进行混合，让三氧化二铝粘附在混合材料表面，混合好后取出，自然控干，放入固化炉中进行4.5小时高温固化，固化温度控制在400℃，使所述的三氧化二铝很好的粘附在所述的黑色金属摩擦材料表面，即得到所述的微孔黑色金属陶瓷材料，其比重为1.75t/m3。
以上所述，仅为本发明较佳的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。