[发明专利]一种发热复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种发热复合材料，其特征在于：所述发热复合材料由包覆材料、过渡层材料、芯材按三明治结构复合组成；所述包覆材料均匀包裹在过渡层材料外表面；所述过渡层材料均匀包裹在芯材外表面；所述包覆材料为钛或钛合金；所述过渡层材料为导热绝缘材料；所述芯材为电热合金；所述过渡层材料与芯材以及过渡层材料与包覆材料之间分别以冶金结合的方式结合。

2.根据权利要求1所述的一种发热复合材料，其特征在于：所述钛为TA2纯钛，钛合金为TC4钛合金；所述电热合金选自镍铬系、镍铬铁系、铁铬铝系电热合金中的一种，所述导热绝缘材料选自陶瓷材料、工程塑料、导热绝缘高分子复合材料中的一种。

3.根据权利要求2所述的一种发热复合材料，其特征在于：所述镍铬系电热合金选自牌号为Cr20Ni80或Cr30Ni70的镍铬合金中的一种；所述镍铬铁系电热合金选自牌号为Cr15Ni60、C20Ni35、Cr20Ni30的镍铬铁合金中的一种；所述铁铬铝系电热合金选自牌号为0Cr21Al6、1Cr20Al3、0Cr21Al6Nb、0Cr27Al7Mo2的铁铬铝合金中的一种；所述陶瓷材料选自三氧化二铝、ITO、碳化物、氮化物陶瓷材料中的一种；所述工程塑料选自聚苯硫醚、聚砜、聚酰亚胺、聚醚醚酮工程塑料中的一种；所述导热绝缘高分子复合材料为三氧化二铝填充型导热绝缘复合硅橡胶或氮化铝填充型导热绝缘复合聚乙烯塑料。

4.根据权利要求1所述的一种发热复合材料，其特征在于：所述发热复合材料中，包覆材料、过渡层材料、芯材的厚度比为0.2-2：0.1-0.5：4-8。

5.一种如权利要求1-4任意一项所述发热复合材料的制备方法，其特征在于，包括下述步骤：

步骤一

取圆柱状芯材、圆管状包覆材料以及粉末状过渡层材料，所述圆管状包覆材料的外径与内径的比值为1.03-1.15：1；所述圆管状包覆材料的内径与芯材的直径之比为1.5-3.0：1；所述粉末状过渡层材料为导热绝缘材料；

步骤二

将步骤一所得的芯材、包覆材料置于爆炸复合套管中，所述包覆材料套装在芯材外，且二者同轴线，实现精确定位；将粉末状过渡层材料均匀填充在包覆材料与芯材之间直至填满，然后将炸药均匀的填入包覆材料外壁与爆炸复合套管内壁之间直至填满爆炸复合套管，填装炸药后，在复合套管顶盖中央垂直插入直径5-10mm雷管并将爆炸复合套管放在吸震座上，引爆，得到发热复合材料。

6.根据权利要求5所述的一种发热复合材料的制备方法，其特征在于，所述导热绝缘材料选自粉末状陶瓷材料、粉末状工程塑料、粉末状导热绝缘高分子复合材料中的一种；所述粉末状陶瓷材料是经过800-950℃预热40-60分钟后冷却至室温的、无水的、粒度为50-100nm的陶瓷粉末；所述粉末状工程塑料是经过100-120℃预热10-30分钟后冷却至室温的、无水的、粒度为50-200nm工程塑料粉末；所述粉末状导热绝缘高分子复合材料是经过100-120℃预热10-30分钟后冷却至室温的、无水的、粒度为1-50μm的导热绝缘高分子复合材料粉末。

7.根据权利要求5所述的一种发热复合材料的制备方法，其特征在于，包覆材料外壁到爆炸复合套管内壁之间的距离与包覆材料外径的比值为16-46：6-16。

8.根据权利要求5所述的一种发热复合材料的制备方法，其特征在于，填充过渡层材料时，控制填充密度为50％-80％；填充炸药时，控制填充密度为60％-80％。

9.根据权利要求7所述的一种发热复合材料的制备方法，其特征在于，所述炸药选自2号岩石乳化炸药、2号岩石粉状炸药、膨化硝铵炸药中的一种。

10.根据权利要求6所述的一种发热复合材料的制备方法，其特征在于，得到过渡层为陶瓷材料的发热复合材料后，在500-610℃保温30-60分钟；得到过渡层为工程塑料的发热复合材料后，在100-200℃保温30-60分钟；得到过渡层为导热绝缘高分子复合材料的发热复合材料后，在100-200℃保温30-60分钟。