[发明专利]一种碳纤维增强的镁铝合金及其制备方法有效
| 申请号： | 202111471510.3 | 申请日： | 2021-12-02 |
| 公开（公告）号： | CN114134435B | 公开（公告）日： | 2022-04-22 |
| 发明（设计）人： | 黄东;叶崇;刘金水 | 申请（专利权）人： | 湖南东映碳材料科技有限公司 |
| 主分类号： | C22C49/04 | 分类号： | C22C49/04;C22C49/14;C22C47/04;C22C47/06;C22C47/14;C22C101/10;C22C121/02 |
| 代理公司： | 长沙都创云天知识产权代理事务所(普通合伙) 43274 | 代理人： | 夏轩 |
| 地址： | 410000 湖南省长沙市长沙高*** | 国省代码： | 湖南;43 |
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| 摘要： | |||
| 搜索关键词： | 一种 碳纤维 增强 铝合金 及其 制备 方法 | ||
1.一种碳纤维增强的镁铝合金，其特征在于：
所述镁铝合金中设有碳纤维骨架；
所述碳纤维骨架由中间相沥青基碳纤维编织得到；
所述中间相沥青基碳纤维表面覆着有热解石墨和纳米级碳化锆；
所述碳纤维增强的镁铝合金的制备方法包括如下步骤：
S1将中间相沥青预氧丝于450-600℃的温度下碳化成中间相沥青基碳纤维后，将中间相沥青基碳纤维编织成碳纤维预制体I；
S2将所述碳纤维预制体I于2600～3000℃下石墨化，得到碳纤维预制体II；
S3将所述碳纤维预制体II于真空下浸渍于有机锆化物的有机溶液中，烘干后于1000～1600℃进行热处理，得到纤维预制体III；
S4采用镁铝合金粉末包埋所述纤维预制体III，于真空下升温至600～800℃后，充入惰性气体Ⅰ，使所述纤维预制体III处于1atm+1～3kPa，升温至目标温度700-900℃，即得所述碳纤维增强的镁铝合金。
2.如权利要求1所述的碳纤维增强的镁铝合金，其特征在于：
所述镁铝合金为AZ91或AZ31。
3.如权利要求1所述的碳纤维增强的镁铝合金，其特征在于：
所述碳纤维骨架的形貌为正交绕纱、三维细编穿刺或针刺毡；
所述热解石墨为点状。
4.如权利要求1所述的碳纤维增强的镁铝合金的制备方法，其特征在于，包括如下步骤：
S1将中间相沥青预氧丝于450-600℃的温度下碳化成中间相沥青基碳纤维后，将中间相沥青基碳纤维编织成碳纤维预制体I；
S2将所述碳纤维预制体I于2600～3000℃下石墨化，得到碳纤维预制体II；
S3将所述碳纤维预制体II于真空下浸渍于有机锆化物的有机溶液中，烘干后于1000～1600℃进行热处理，得到纤维预制体III；
S4采用镁铝合金粉末包埋所述纤维预制体III，于真空下升温至600～800℃后，充入惰性气体Ⅰ，使所述纤维预制体III处于1atm+1～3kPa，升温至目标温度700-900℃，即得所述碳纤维增强的镁铝合金。
5.如权利要求4所述的碳纤维增强的镁铝合金的制备方法，其特征在于：
所述碳纤维预制体I的形式包括正交绕纱、三维细编穿刺或针刺毡。
6.如权利要求4所述的碳纤维增强的镁铝合金的制备方法，其特征在于：
所述石墨化的加热方式为感应加热；
所述石墨化的环境为封闭环境；
所述感应加热的升温速率为1～10℃/min。
7.如权利要求4所述的碳纤维增强的镁铝合金的制备方法，其特征在于：
所述有机锆化物包括聚乙酰丙酮锆；
所述有机溶液采用的溶剂包括二甲苯。
8.如权利要求4所述的碳纤维增强的镁铝合金的制备方法，其特征在于：
所述有机溶液的浓度为10～50g/100mL；
所述烘干的温度为80～140℃；
所述烘干的时间为1～4h。
9.如权利要求4所述的碳纤维增强的镁铝合金的制备方法，其特征在于：
所述热处理的气氛为惰性气体Ⅱ；
所述热处理的气压为1atm+1～3kPa；
所述热处理的升温速率为1～10℃/min。
10.如权利要求4所述的碳纤维增强的镁铝合金的制备方法，其特征在于：
所述镁铝合金粉末包括AZ91粉末或AZ31粉末。
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