[发明专利]一种实心球泡沫铝复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供了一种实心球泡沫铝复合材料及其制备方法，所述实心球泡沫铝复合材料包括泡沫铝基体和实心陶瓷球，所述实心陶瓷球分布在所述泡沫铝基体中。本发明的复合材料在泡沫铝基体内部分布实心陶瓷球，实心陶瓷球的硬度高于泡沫铝，切割工具从软质泡沫铝接触到硬质实心陶瓷球时受力增大，会发生退让，致使复合材料很难一次性切开，且切割工具触及实心陶瓷球时作用力方向会因球形表面发生偏转，提高了复合材料的防切割性能。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体而言，涉及一种实心球泡沫铝复合材料及其制备方法。

背景技术

泡沫铝是一种多孔泡沫金属材料，一般通过铝合金发泡成型工艺生产，在金属内形成均匀分布的气泡，从而使泡沫铝具备了轻质、高比刚度、阻尼减振、隔声降噪、吸能防撞击、隔热耐火耐腐蚀等诸多优异的性能。目前泡沫铝材料在航空航天、汽车船舶、机械建筑和包装运输等防护减震领域得到了广泛的应用。

但是铝合金硬度较低，防切割能力差，而泡沫铝结构材料中又具有气泡，用水刀、砂轮、车刀、转头等切割工具可以轻易切开泡沫铝。导致泡沫铝材料在使用过程中容易切割损坏，限制了其应用场景。因此，如何提高泡沫铝材料的防切割性能是目前急需解决的技术难题。

发明内容

本发明解决的问题是如何提高泡沫铝材料的防切割性能。

为解决上述问题，本发明提供一种实心球泡沫铝复合材料，包括泡沫铝基体和实心陶瓷球，所述实心陶瓷球分布在所述泡沫铝基体中。

可选地，所述实心陶瓷球的直径介于1mm-20mm之间。

可选地，在所述泡沫铝基体中，相邻所述实心陶瓷球的最大球心距离D1与相邻所述实心陶瓷球的最小球心距离D2满足关系：2≥D1/D2≥1。

可选地，所述实心陶瓷球的总体积占所述复合材料体积的5％-60％。

相对于现有技术，本发明实心球泡沫铝复合材料具有以下有益效果：

(1)复合材料在泡沫铝基体内部分布实心陶瓷球，实心陶瓷球的硬度高于泡沫铝，切割工具从软质泡沫铝接触到硬质实心陶瓷球时受力增大，会发生退让，致使复合材料很难一次性切开，且切割工具触及实心陶瓷球时作用力方向会因球形表面发生偏转，提高了复合材料的防切割性能。

(2)复合材料包括泡沫铝金属网格结构、泡沫铝中的孔洞结构和实心陶瓷球结构，各结构对冲击波的传导速度不同，能延长复合材料中冲击波的作用时间，降低冲击波的峰值，提高复合材料的吸能性能，实心陶瓷球还具有分散冲击波的作用，可以将冲击波均匀分散到泡沫铝基体中时，通过泡沫铝的压缩变形和粉碎损耗消耗冲击波能量，提高复合材料的抗冲击防爆轰性能。

(3)复合材料中选用直径较大的实心陶瓷球，切割工具易接触到实心陶瓷球，各实心陶瓷球的直径可以相同或不同，不同直径的实心陶瓷球组合使用可以填补间隙，提高实心陶瓷球空间占比，且实心陶瓷球直径不同，切割工具受力接触时发生不同程度偏转，可以提高复合材料整体的防切割性能。

(4)复合材料中实心陶瓷球的体积可以根据应用场景进行调整，当实心陶瓷球所占体积较小时，复合材料更加轻质，实心陶瓷球所占体积增大，复合材料的防切割和防爆性能提高。

(5)复合材料中实心陶瓷球分布均匀，可以保证材料各部位结构和性能的一致性高，适于产业使用。

本发明还提供一种实心球泡沫铝复合材料的制备方法，包括如下步骤：

将铝或铝合金加热至660℃-750℃，熔化得到铝液；

向铝液中加入增粘剂，搅拌分散；

向含有增粘剂的铝液中加入实心陶瓷球，搅拌分散；

向含有增粘剂的铝液中加入发泡剂，搅拌分散；