[发明专利]一种船舶锚链用铝基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种船舶锚链用铝基复合材料及其制备方法。该复合材料包括以下按重量份数计的原料：钢纤维12‑30份、环氧树脂1‑5份、氮化硅15‑20份、纳米碳1‑7份、铝粉8‑12份、磷酸铁锂15‑18份、纳米氧化铝36‑40份、石墨烯5‑12份、聚乙烯醇25‑48份、锰粉12‑28份、羟甲基纤维素钠8‑18份、硼酸钠12‑19份、凹凸棒土粉2‑4份、碳化钨2‑5份。与现有技术相比，本发明船舶锚链用铝基复合材料质地轻，抗拉强度大，耐腐蚀性强，延伸率高，且经过多次循环周次下疲劳强度大，适合用于制备船舶锚链。

技术领域

本发明属于新材料领域，具体涉及一种船舶锚链用铝基复合材料及其制备方法。

背景技术

锚链是连接锚和船体或海洋工程设备之间的链条，随着人类对海洋资源的不断利用和开发，海洋矿产资源勘探开发工程、海上潮汐电站、波浪电站和温差电站等海洋能源开发装置等不断投入使用，为人类提供新能源。

申请号201210293924.6公开了一种用于航天器的SiC增强铝基复合材料及其制备方法。该复合材料是由以下重量百分比的化学成分组成：SiC23～35％，Si26～35％，Mg1.8～2.0％，余量为Al及不可避免的杂质。本发明的制备方法主要包括粉体的表面处理、真空湿法高能球磨混料、真空热压烧结。通过控制SiC、合金元素Mg的加入量及制备工艺，能有效的降低材料的热膨胀系数及密度，提高抗拉强度，获得成本较为低，热膨胀系数为7～9×10-6/℃，密度<2.7g/cm3，抗拉强度>230MPa，且具有抗腐蚀性的复合材料。本发明特别适用于要求材料具有轻质、低膨胀、耐腐蚀、一定强度要求性能的航空航天零件。但该材料的成本高，耐腐蚀性低。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种船舶锚链用铝基复合材料及其制备方法，该复合材料耐磨损，质地轻，耐拉伸，且耐候性强。

为解决现有技术问题，本发明采取的技术方案为：

一种船舶锚链用铝基复合材料，包括以下按重量份数计的原料：钢纤维12-30份、环氧树脂1-5份、氮化硅15-20份、纳米碳1-7份、铝粉8-12份、磷酸铁锂15-18份、纳米氧化铝36-40份、石墨烯5-12份、聚乙烯醇25-48份、锰粉12-28份、羟甲基纤维素钠8-18份、硼酸钠12-19份、凹凸棒土粉2-4份、碳化钨2-5份。

作为改进的是，上述船舶锚链用铝基复合材料，包括以下按重量份数计的原料：钢纤维25份、环氧树脂3份、氮化硅18份、纳米碳4份、铝粉10份、磷酸铁锂17份、纳米氧化铝38份、石墨烯10份、聚乙烯醇32份、锰粉25份、羟甲基纤维素钠10份、硼酸钠17份、凹凸棒土粉3份、碳化钨3份。

作为改进的是，所述钢纤维的长度为20-40μm。

上述船舶锚链用铝基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，称取各组分，将钢纤维、环氧树脂、氮化硅、纳米碳、铝粉、磷酸铁锂、纳米氧化铝、石墨烯、聚乙烯醇、锰粉、羟甲基纤维素钠、硼酸钠、凹凸棒土粉和碳化钨混合，投入球磨机中，磨碎得混合细粉；

步骤2，将混合细粉置于中频熔化炉中熔融后，再转移至石墨模具中，等离子烧结后，脱膜，即得船舶锚链用铝基复合材料。

作为改进的是，步骤2中石墨模具的烧结温度为500-600℃下烧结后，以10-15℃/min的速率降温。

作为改进的是，步骤2中等离子处理的功率为1000-1800W。

有益效果

与现有技术相比，本发明船舶锚链用铝基复合材料质地轻，抗拉强度大，耐腐蚀性强，延伸率高，且经过多次循环周次下疲劳强度大，适合用于制备船舶锚链。

具体实施方式