[发明专利]一种碳纤维增强钛合金复合材料及其制备方法有效

专利信息
申请号: 201210382504.5 申请日: 2012-10-11
公开(公告)号: CN102912263A 公开(公告)日: 2013-02-06
发明(设计)人: 刘金旭;骆雨萌;李树奎;李沐;吴腾腾;杨秋榕;王迎春 申请(专利权)人: 北京理工大学
主分类号: C22C47/04 分类号: C22C47/04;C22C47/14;C22C49/14;C22C49/11;C22C121/02;C22C101/10
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地址: 100081 *** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 碳纤维 增强 钛合金 复合材料 及其 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种碳纤维增强钛合金复合材料,其特征在于:碳纤维分布于钛合金块体内,钛合金成分可调,碳纤维分布可控,该复合材料是通过在碳纤维表面化学镀铜后再在其表面采用化学气相沉积法沉积一层纯钨,最后利用粉末冶金法将处理后的碳纤维与钛合金复合的方法得到的。

2.如权利要求1所述的材料,其特征在于:钛合金的成分允许根据需要进行调整。

3.如权利要求1所述的材料,其特征在于:碳纤维在粉末冶金所形成的钛合金块体内的分布位置、角度和数量允许在粉末冶金所用到的压模内进行调整。

4.如权利要求1所述的材料,其特征在于:碳纤维表面有镀铜层,铜层表面沉积有一层纯钨。

5.如权利要求1所述的材料,其特征在于:所述材料是通过以下过程制备的:(1)碳纤维在使用前要进行去胶、粗化、中和、敏化、活化、还原等预处理;

(2)采用化学镀铜的方法在碳纤维表面施镀,取出后用去离子水水洗并在热风中干燥;

(3)采用化学气相沉积法,在镀铜后的碳纤维沉积一层纯钨;

(4)按设计的尺寸要求对碳纤维进行裁剪;

(5)按设计的钛合金成分要求进行混粉,将粉末与碳纤维按设计要求置于压模内进行温压

成形,最后进行烧结。

6.如权利要求1所述的一种碳纤维增强钛合金复合材料的制备方法,其特征在于:

(1)碳纤维在使用前要进行去胶、粗化、中和、敏化、活化、还原等预处理;

(2)采用化学镀铜的方法在碳纤维表面施镀,取出后用去离子水水洗并在热风中干燥;

(3)采用化学气相沉积法,在镀铜后的碳纤维沉积一层纯钨;

(4)按设计的尺寸要求对碳纤维进行裁剪;

(5)按设计的钛合金成分要求进行混粉,将粉末与碳纤维按设计要求置于压模内进行温压成形,最后进行烧结。

7.如权利要求6所述的制备方法,其特征在于:

(1)对碳纤维进行预处理时,去胶过程采用的是空气灼烧的方法;

(2)对碳纤维进行预处理时,粗化液成分为硝酸、重铬酸钾、双氧水和过硫酸铵;

(3)对碳纤维进行预处理时,中和过程采用了NaOH溶液;

(4)对碳纤维进行预处理时,敏化过程应用了SnCl2作为敏化液;

(5)对碳纤维进行预处理时,活化过程选用了PdCl2和AgCl为活化液;

(6)对碳纤维进行预处理时,还原过程使用次亚磷酸钠溶液浸泡碳纤维;

(7)对碳纤维进行化学镀铜时,镀液成分为CuSO4,HCHO,NaKC4H4O6;或使用成分为CuSO4·5H2O,EDTA,KNaC4H4O6·4H2O,NaOH,HCHO,2,2′2联吡啶,K4Fe(CN)6·3H2O配成的镀液施镀;为保持碳纤维施镀过程中能独立均匀的分布于镀液之中,采用超声波振荡法对化学镀铜液进行均匀分散;

(8)对表面镀铜的碳纤维进行气相沉积纯钨时,采用的原料为WF6和H2

(9)对表面沉积纯钨的镀铜碳纤维进行与钛合金的复合时采用的是粉末冶金法,按钛合金的成分要求混粉获得规定成分的钛合金粉末后添加内润滑剂,将粉体与碳纤维按设计的分布要求置于压模内,将模具与粉体同时加热并加压进行温压成型,再在真空炉内进行烧结。

8.如权利要求5所述的碳纤维增强钛合金复合材料的制备方法,其特征在于:碳纤维镀铜层厚度为2~5微米,钨沉积层的厚度为2~5微米。

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