[发明专利]多孔金属封装陶瓷复合防护板及其制备方法

权利要求书

1.多孔金属封装陶瓷复合防护板，包括至少一层陶瓷芯板（1），其特征在于：还包括将至少一层陶瓷芯板（1）包裹并和其冶金结合为一体的多孔金属（3）。

2.根据权利要求1所述的多孔金属封装陶瓷复合防护板，其特征在于：当陶瓷芯板（1）为多层时，从复合防护板的迎弹面到背弹面方向，所述陶瓷芯板（1）按材料硬度从小到大的顺序排布。

3.根据权利要求1所述的多孔金属封装陶瓷复合防护板，其特征在于：所述陶瓷芯板（1）为实心板或其上分布有多个通孔（2）的板，当陶瓷芯板（1）为多层且含有两层及以上带有多个通孔（2）的陶瓷芯板（1）时，相邻层的陶瓷芯板（1）上的多个通孔（2）相互错位。

4.根据权利要求2或3所述的多孔金属封装陶瓷复合防护板，其特征在于：所述多孔金属（3）的材料采用Al合金、Mg合金或钢。

5.根据权利要求2或3所述的多孔金属封装陶瓷复合防护板，其特征在于：所述陶瓷芯板（1）的材料采用Al₂O₃、SiC或B₄C基陶瓷。

6.权利要求1至5任一项所述的多孔金属封装陶瓷复合防护板的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：

步骤1：制备陶瓷芯板（1）；

步骤2：对陶瓷芯板（1）进行表面金属陶瓷化处理；

步骤3：将陶瓷板悬空垂直固定于型腔内，再采用熔体发泡法或渗流法将金属熔体分别与发泡剂或填料颗粒加入型腔内，然后经过负压抽气处理形成多孔金属（3），或采用粉末冶金法，将包含金属与发泡剂的粉末混合成均匀粉末，再用混合粉末将单层或多层陶瓷板包裹置于模具中压力成型，然后加热使金属粉末发泡，并烧结成多孔金属（3）；

步骤4：采用刨、铣等机加工手段对铸件毛坯加工成预设外形尺寸的复合板。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤2所述的对陶瓷芯板（1）进行表面金属陶瓷化处理，具体过程为：采用TiH₂粉末、草酸乙二酯和胶棉溶液（比例为10g：5ml：10ml）调制好的TiH₂膏剂涂覆在陶瓷芯板（1）所有外表面，待干燥后置于真空炉内，抽真空至≤10^-1Pa，然后以≤10℃/min升温至1200–1400℃，保温30–90分钟，再以≤10℃/min冷却至室温。

8.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤3所述的熔体发泡法，对于多孔铝合金采用熔体发泡法，具体方法为：将铝合金放入坩埚内加热至熔化温度，待铝合金完全熔化后加入占铝合金重量百分比3.5wt.%的增粘剂和占铝合金重量百分比0.5wt.%的Mg，待熔体达到预设粘度时加入占铝合金重量百分比1.5wt.%的发泡剂TiH₂，并高速搅拌使其弥散均匀，随后将其灌入石墨铸型内，并将石墨铸型放入电阻炉保温数分钟，然后随炉冷却或者空冷，脱模即可。

9.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤3所述的渗流法，对于多孔镁合金和铝合金采用渗流法，采用渗流法制备多孔镁合金的方法为：将镁合金熔化并进行精炼和除气处理，并将MgSO₄焙烧去除结晶水和杂质，然后经过筛分得到不同规格的MgSO₄填料颗粒，再将选定尺寸的填料颗粒放入型腔中，随后将熔融的镁合金倒入型腔中，锁上型腔顶盖，开真空泵开始抽取型腔内的空气，使镁合金液进入到粒子空隙中去，最后经脱溶处理即可；

采用渗流法制备多孔铝合金的方法为：将10目过筛好的食盐加热到600℃后不断搅拌，使其受热均匀，并且保温0.5h让食盐中的水分完全蒸发，然后将铝合金熔化，随后把食盐加入型腔内，并将熔化的铝合金倒进型腔内，锁上型腔顶盖，开真空泵开始抽取金属型的空气，使铝液进入到粒子空隙中去，待铝液凝固后，取出整个铸件用水溶法将粗食盐去除即可。

10.根据权利要求6所述的方法，其特征在于：步骤3所述的粉末冶金法，对于多孔钢采用粉末冶金法，具体方法为：将按比例选取400目的97.25wt.%还原钢粉、2.5wt.%石墨粉和0.25wt.%发泡剂SrCO₃进行配料，然后在用球磨机进行混料、球磨4小时，随后将陶瓷芯板、混合粉末置于模具中进行压制成型，最后将压制好的坯体放入真空炉在1300℃下进行烧结2～3小时。