[发明专利]一种微孔黑色金属陶瓷材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明属于黑色金属陶瓷材料领域，具体涉及一种微孔黑色金属陶瓷材料及其制备方法。

背景技术

摩擦材料是一种应用在机械上的制动和传动功能材料。它们被广泛用于飞机、火车、汽车、石油、矿山、风力发电和各种传动设备上。它主要由高分子粘结剂、增强纤维和摩擦性能调节剂三大类组成，经过一系列加工而成的制品。现有的合成摩擦材料在使用过程中会产生高温，随着温度的升高，其中的高分子粘结剂会逐渐的碳化和快速分解，进而制动性能逐渐减退并产生大量的有毒有害气体，添加量越大，产生有毒有害气体越多，对大气及人体损害越大，另外，大部分市场上的摩擦材料在使用过程中会产生静电，甚至形成火花，容易造成安全事故。

金属陶瓷是由陶瓷硬质相与金属或合金粘结相组成的复合材料。金属陶瓷中的陶瓷相是具有高熔点、高硬度的氧化物或难熔化合物，金属相主要是过渡元素(铁、钴、镍、铬、钨、钼等)及其合金。将陶瓷和粘接金属研磨混合均匀，成型后在不活泼气氛中烧结，就可制得金属陶瓷。金属陶瓷兼有金属和陶瓷的优点，它密度小、硬度高、耐磨、导热性好，不会因为骤冷或骤热而脆裂。另外，在金属表面涂一层气密性好、熔点高、传热性能很差的陶瓷涂层，也能防止金属或合金在高温下氧化或腐蚀。金属陶瓷广泛地应用于火箭、导弹、超音速飞机的外壳、燃烧室的火焰喷口等处。

黑色金属是一种对人体无害、无污染的材料。同时，它具有吸附、催化、降解作用，是一种对污水中有害物质的去除剂，但现实应用中，大量使用原生态未加工状态的黑色金属，其利用的效率十分低下，没有充分发挥其应有的物化性能优势。目前，工业制造过程中还是在大量使用铝等轻质有色金属材料，还没有对轻质多孔隙黑色金属材料进行利用，有色金属材料不仅造价昂贵，而且在使用过程中容易造成有色金属污染。

发明内容

本发明的目的是为了克服现有技术的不足，提供一种防静电、无污染，表面疏松、多孔、有塑性且不生锈的黑色金属陶瓷材料。该材料能广泛的应用于摩擦材料和密封材料领域中。

本发明解决上述技术问题的技术方案如下：一种微孔黑色金属陶瓷材料，该微孔黑色金属陶瓷材料是由以重量计的下述组分组成：70-85％重量份的黑色金属材料、0-5％重量份的煤基活性碳、5-10％重量份的三氧化二铝和10-15％重量份的硅酸钠溶液，所述的硅酸钠溶液的密度为1.39T/M₃、模数为3.39；

其中，所述的黑色金属材料为CN102660224A中的黑色金属摩擦材料；

本发明的另一目的是提供了一种微孔金属陶瓷材料的制备方法，该方法包括以下步骤：

A、将所述黑色金属摩擦材料在常温下浸泡在所述硅酸钠溶液内6-12小时，使所述的硅酸钠溶液完全渗透粘附到所述的黑色金属摩擦材料中，然后将所述的黑色金属摩擦材料取出自然控干；

B、将所述煤基活性碳和步骤A中所述的控干后的黑色金属摩擦材料放入混料机中进行混合，混合好后取出自然控干，放入固化炉中进行4-6小时高温固化，固化温度控制在300-600℃，使所述的煤基活性碳很好的粘附在所述的黑色金属摩擦材料表面，得到固化后的混合物。

C、将步骤B中所述的固化后的混合物浸泡在所述的硅酸钠溶液中，使所述的硅酸钠溶液完全渗透粘附到所述的固化后的混合物中；

D、将步骤C中所述的渗透粘附着硅酸钠溶液的固化后的混合物和所述的三氧化铝放入混料机中进行混合，让三氧化二铝粘附在混合材料表面，混合好后取出，自然控干，放入固化炉中进行4-6小时高温固化，固化温度控制在300-600℃，使所述的三氧化二铝很好的粘附在所述的黑色金属摩擦材料表面，即得到所述的微孔黑色金属陶瓷材料，其比重为1.5-2.0T/M₃。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：本发明为表面疏松、多孔、有塑性且不生锈的微孔黑色金属陶瓷材料。表面粗糙有利于在混料时能够与其他物质有很好的亲和力，使混料均匀；轻质有利于其他物质比容接近，有很好的分散性能；疏松、多孔使其有很好的吸音作用，减少在制动时产生的噪音；有塑性使其在受外力压制时产生变形，压力越大变形量越大，增强效果越好；黑色金属材料有利于其防止静电产生，同时能增强材料的韧性；不生锈，能够延长该材料的使用寿命，而且能保障使用过程中性能不衰减。因此，本发明微孔黑色金属陶瓷材料有很好的强度和抗冲击性能。

另外使用本发明微孔黑色金属陶瓷材料可大幅度减少或替换高分子粘结剂的使用量，可提高产品在制动时的稳定性，特别是连续制动产生高温时的稳定性，无污染，安全性能高。