[发明专利]负载粒子的、纤维强化的复合材料

说明书

相关申请的交叉引用

本专利申请要求于2012年12月20日提交的美国临时专利申请61/739,929的权益，该临时专利申请的公开内容全文以引用方式并入本文。

技术领域

本公开涉及包含强化纤维和粒子的复合材料、使用此类复合材料制备的线材、使用此类复合线材制备的缆线以及制备和使用此类复合线材和缆线的方法。

背景技术

金属基质复合材料由于其组合了高强度和刚度以及低重量而长期以来被认为是有前景的材料。金属基质复合材料通常包括用纤维强化的金属基质。金属基质复合材料的示例包括铝基质复合线材(例如，铝基质中的碳化硅、碳、硼或多晶α氧化铝纤维)、钛基质复合带材(例如，钛基质中的碳化硅)和铜基质复合带材(例如，铜基质中的碳化硅纤维)。

使用一些金属基质复合线材作为架空电力传输缆线中的强化构件是令人感兴趣的。此类缆线中对新材料的需要是由因为负荷增长和电力潮流改变，需要增加现有传输基础结构的电力输送能力所驱动的。

发明内容

在一些实施例中，提供了一种复合材料。该复合材料包括嵌入金属基质的多根纤维和设置在金属基质内的多个粒子。在金属基质内，至少25％的纤维与相邻的纤维接触或至少25％的纤维与相邻的纤维间距少于0.2微米。

在一些实施例中，提供了一种复合线材。复合线材包含嵌入金属基质的多根基本上连续的纤维，这些多根基本上连续的纤维和金属基质形成基本上连续的复合线材。复合线材还包含设置在金属基质中的多个粒子。基于基本上连续的纤维的总纤维干重计，多个粒子以小于0.1重量％的量存在。多个粒子具有不大于100纳米的平均直径。

在一些实施例中，提供了一种用于制备复合材料的方法。该方法包括用金属基质浸渍多个负载粒子的纤维并且硬化金属基质。在硬化步骤后，在金属基质内，至少25％的纤维与相邻的纤维接触或至少25％的纤维与相邻的纤维间距少于0.2微米。

已汇总了本公开的示例性实施例的各个方面和优点。上文公开内容并非旨在描述本公开的当前某些示例性实施例的每个例示实施例或每种实施方式。随后的附图和具体实施方式将更具体地举例说明使用本文所公开的原理的某些实施例。

附图说明

图1为根据本公开的一些实施例的复合线材的透视图。

图2A和2B分别示出了根据本公开的一些实施例的可用于形成涂布粒子的纤维和纤维强化的复合线材的工艺。

图3为根据本公开的一些实施例的组装了复合线材的缆线的透视图。

图4为根据本公开的一些实施例的组装了复合线材和任选的可延展的金属线材的缆线的横截面端视图。

附图中类似的附图标号表示类似的元件。本文的附图未按比例绘制，并且在附图中，可设定复合线材和缆线的各部件的尺寸以强调所选的特征结构。

具体实施方式