[发明专利]一种金属泡沫复合材料及其制备方法

说明书

本发明提供一种金属泡沫复合材料及其制备方法。本发明的金属泡沫复合材料包括内核层和设置在所述内核层至少部分表面的金属层，所述金属层的致密度不低于90％；所述内核层包括金属和空心无机材料；所述空心无机材料选自飞灰、Al₂O₃空心陶瓷球或空心碳化硅中的至少一种。本发明的金属泡沫复合材料的内核层包括金属和空心无机材料，空心无机材料内部空腔存在孔隙，并且金属泡沫复合材料金属层的致密度不低于90％，因此，金属泡沫复合材料密度小、强度高，同时吸收和缓冲能量的性能优良。本发明中金属泡沫复合材料的制备方法简单易实施，能够高效制备金属泡沫复合材料。

技术领域

本发明涉及一种金属泡沫复合材料及其制备方法，属于复合材料领域。

背景技术

复合材料应用在重量敏感型结构中可以降低加强筋板的使用，显著地降低制品的重量，因此，在诸如造船、装甲车工业、航天航空等领域应用越来越广泛。

金属基复合泡沫材料具有独特的多孔性质，其密度比实体金属材料低，而且能够缓冲和吸收冲击能量，因此广泛地应用于夹层板以及大型便携式构件中。然而，金属基复合泡沫材料的强度不佳，限制了金属基复合泡沫材料的进一步应用。

如何提供一种低密度、高强度复合材料，拓宽复合材料的应用范围是本领域亟待解决的问题。

发明内容

本发明提供一种金属泡沫复合材料，该金属泡沫复合材料密度低，强度高。

本发明还提供上述金属泡沫复合材料的制备方法，通过该制备方法可以简单高效地获得上述金属泡沫复合材料。

本发明还提供一种轻质高强零件，该零件包括密度低、强度高的金属泡沫复合材料，因此，该零件具有质量轻、强度高的特点。

本发明提供一种金属泡沫复合材料，所述金属泡沫复合材料包括内核层和设置在所述内核层至少部分表面的金属层，所述金属层的致密度不低于90％；

所述内核层包括金属和空心无机材料；

所述空心无机材料选自飞灰、Al₂O₃空心陶瓷球或空心碳化硅中的至少一种。

如上所述的金属泡沫复合材料，其中，所述金属层的材质为镁、铝、铁、钛及其合金中的至少一种。

如上所述的金属泡沫复合材料，其中，所述金属层的厚度为0.1-10mm。

如上所述的金属泡沫复合材料，其中，所述内核层的厚度为5-30mm。

如上所述的金属泡沫复合材料，其中，所述飞灰的体积为所述金属与飞灰总体积的20-80％。

如上所述的金属泡沫复合材料，其中，所述飞灰为空心飞灰，所述空心飞灰的粒径为212-850μm，壁厚为50-350μm。

如上所述的金属泡沫复合材料，其中，所述金属为镁、铝、铁、钛及其合金中的至少一种。

本发明还提供一种上述金属泡沫复合材料的制备方法，包括以下步骤：

1)在模具内由下而上依次铺设第一层金属板、混合层和第二层金属板后密封模具；

2)将模具升温至400-900℃，加压至5-30MPa，并保持45-120min，冷却，得到所述金属泡沫复合材料；

其中，所述第一层金属板和所述第二层金属板的致密度不低于90％，所述混合层包括金属粉和空心无机材料，所述空心无机材料选自飞灰、Al₂O₃空心陶瓷球或空心碳化硅中的至少一种。

如上所述的制备方法，其中，所述混合层还包括酒精，所述步骤1)和步骤2)之间还包括，将所述模具升温至250-350℃并保持30-60min。