[发明专利]一种仿生定向有序叠层复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种仿生定向有序叠层复合材料的制备方法，其特征在于：

包括以下步骤：

步骤一、配置冷冻浇铸浆料：浆料包括三仙胶溶液、聚乙烯醇和粉体，聚乙烯醇占粉体质量的1%，粉体占浆料总体积的百分数为20-30%；粉体为金属、金属化合物、陶瓷中的一种或多种混合；将各组分混合均匀，去气泡，得到冷冻浇铸浆料；

步骤二、将冷冻浇铸浆料导入模具中，进行定向冷冻至表面完全冻实，得到固体浆料；

步骤三、将固体浆料放入预冻室继续冷冻至少5 h，然后进行冷冻干燥，冷冻干燥24 h后取出，得到原始胚体；

步骤四、将原始胚体进行烧结得到多孔骨架，烧结时间为2-5 h，烧结温度小于粉体的熔点；

步骤五、将熔浸材料放置在多孔骨架周围，并进行加热熔浸，加热温度高于熔浸材料的熔点、并低于骨架粉末的熔点，结束后在室温下冷却固化得到叠层复合材料；

熔浸材料为金属、高分子或高分子与陶瓷的混合材料；

其中，步骤二的冷冻装置包括模具、金属薄片、半导体制冷片组、热敏半导体、温控器、电源、金属空心板、冷却管路、冷却液存储单元及冷却和动力单元；

模具为具有一圈闭合侧壁的框体，模具的材料为隔热材料；

模具置于金属薄片上，金属薄片固定在半导体制冷片组上；

半导体制冷片组与电源连接，电源为半导体制冷片组供电，半导体制冷片组通电制冷；

热敏半导体固定在模具底部，温控器与热敏半导体连接，监测模具底部的温度；

温控器还与电源连接，通过调节电源的输出控制半导体制冷片组的制冷温度和冷却速率；

半导体制冷片组固定在金属空心板上；

冷却液存储单元存储有冷却液，冷却液存储单元通过冷却管路与金属空心板连通，形成冷却回路，为金属空心板提供循环的冷却液；

冷却和动力单元包括冷却装置和动力装置，设置在冷却管路上，对冷却液进行降温和输送。

2.根据权利要求1所述的仿生定向有序叠层复合材料的制备方法，其特征在于：

其中，步骤五中，熔浸材料浸没多孔骨架。

3.根据权利要求1所述的仿生定向有序叠层复合材料的制备方法，其特征在于：

其中，步骤三中的冷冻温度为-50℃。

4.根据权利要求1所述的仿生定向有序叠层复合材料的制备方法，其特征在于：

其中，所述粉末为TiH₂和B₄C。

5.根据权利要求1所述的仿生定向有序叠层复合材料的制备方法，其特征在于：

其中，所述熔浸材料为树脂。

6.根据权利要求1所述的仿生定向有序叠层复合材料的制备方法，其特征在于：

其中，所述熔浸材料为树脂和TiB₂。

7.根据权利要求1所述的仿生定向有序叠层复合材料的制备方法，其特征在于：

其中，步骤五中，采用真空烧结炉进行加热熔浸。

8.根据权利要求1所述的仿生定向有序叠层复合材料的制备方法，其特征在于：

其中，步骤一中，所述三仙胶溶液的浓度为1.2g/L。

9.根据权利要求1所述的仿生定向有序叠层复合材料的制备方法，其特征在于：

其中，步骤一中，采用球磨进行冷冻浇铸浆料的混合。