[发明专利]一种铝钢铝复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

发明属于金属复合材料科学领域，尤其是涉及一种延伸率好，结合强度高，电阻率低，抗拉强度高、成本较低的铝钢铝复合材料及其制备方法。

背景技术

钢是含碳量在0.021％-2.11％之间的铁碳合金。人们通常将其与铁合称为钢铁，为了保证其韧性和塑性，含碳量一般不超过1.7％。钢的主要元素除铁、碳外，还有硅、锰、硫、磷等。其它成分是为了使钢材性能有所区别。以下以字母顺序列出重要的钢材，他们包含以下成分：

碳(Carbon)

存在于所有的钢材，是最重要的硬化元素。有助于增加钢材的强度，我们通常希望刀具级别的钢材拥有0.6％以上的碳，也成为高碳钢。

铬(Chromium)

增加耐磨损性，硬度，最重要的是耐腐蚀性，拥有13％以上的认为是不锈钢。尽管这么叫，如果保养不当，所有钢材都会生锈

锰(Manganese)

重要的元素，有助于生成纹理结构，增加坚固性，和强度、及耐磨损性。在热处理和卷压过程中使钢材内部脱氧，出现在大多数的刀剪用钢材中，除了A-2，L-6和CPM 420V。

钼(Molybdenum)

碳化作用剂，防止钢材变脆，在高温时保持钢材的强度，出现在很多钢材中，空气硬化钢(例如A-2，ATS-34)总是包含1％或者更多的钼，这样它们才能在空气中变硬。

硅(Silicon)

有助于增强强度。和锰一样，硅在钢的生产过程中用于保持钢材的强度。指含碳量小于2％的铁碳合金。根据成分不同，又可分为碳素钢和合金钢。根据性能和用途不同，又可分为结构钢、工具钢和特殊性能钢。

铝(aluminium)化学符号Al，原子序数13，原子量26.981539，属周期系IIIA族。1825年丹麦H.C.奥斯特用无水三氯化铝和钾汞齐作用，得铝汞齐，蒸去汞首次制得金属铝；1827年德国F.维勒用金属钾做还原剂，从无水氯化铝中还原出金属铝。此后，由于生产成本高，金属铝的价格一直很昂贵。1886年美国C.M.霍尔和法国P.L.T.埃鲁各自独立发明电解氧化铝和冰晶石的熔盐的方法，使铝的价格大降，成为可供实用的金属。

铝在地壳中的含量为8％，仅次于氧和硅。由于铝的化学性质活泼，在自然界不以金属状态存在，而以硅酸铝形式广泛分布于岩石、土壤和动、植物体内，矿物有铝土矿、刚玉、明矾、冰晶石。现代金属铝的制法都采用电解法，将纯化的氧化铝溶解在冰晶石中，以钢制电解槽的石墨衬里为阴极，石墨棒为阳极，在1000℃电解，于阳极得液态金属铝，纯度可达99.8％。

铝是银白色的轻金属，熔点660.37℃，沸点2467℃，相对密度2.702。纯铝较软，有良好的延展性、导电性和导热性。铝是活泼金属，在常温下和干燥的空气中，铝的表面形成厚度约50埃的致密氧化膜，使铝不会进一步被氧化，并能耐水的腐蚀。在冷的浓硫酸或浓硝酸中，铝的表面被氧化，形成钝化的氧化膜。铝能与卤素、硫、氮、磷、碳作用，与硅、铜、铁、锌、锡、镁、锰形成合金。铝是两性的，既能溶于酸，形成铝盐；也能溶于碱，生成铝酸盐。

铝的电子构型为(Ne)3s23p1，在化合物中通常表现为+3价，如Al2O3、AlCl3、Al2(SO4)3；只有在高温下，才可能形成一价化合物，如AlCl。铝容易形成矾，被称为铝矾，如KAl(SO4)2·12H2O。

铝的导电率虽然只有铜的2/3，但铝的比重还不到铜的1/3，相同重量的铝的导电效率大于铜，因此铝大量用于制造电线、电缆、电器设备和电讯器材。铝合金的比重较钢铁小得多，被大量用于制造飞机、汽车、火箭、宇航飞行器的物件，还广泛用于制做门窗、房檐、百叶窗及装饰材料。铝还是冶金工业中的还原剂，将铝粉与Fe2O3(或Fe3O4)粉末按一定比例混合，用引燃剂点燃，反应产生高温，可达3000℃，使还原出来的铁熔化，以焊接钢轨等，此法也用于冶炼镍、铬、锰、钒等难熔金属。铝也用于制造精密仪器(如反射望远镜)的镜子，生产涂料和焰火。在日用品工业中大量制造炊具和餐具。

铝合金具有较好的强度，超硬铝合金的强度可达600Mpa，普通硬铝合金的抗拉强度也达200-450Mpa，它的比钢度远高于钢，因此在机械制造中得到广泛的运用。铝的导电性仅次于银和铜，居第三位，用于制造各种导线。铝具有良好的导热性，可用作各种散热材料。铝还具有良好的抗腐蚀性能和较好的塑性，适合于各种压力加工。