锌合金海泡石浮石氧化铁复合材料及其制备方法

摘要

本发明提供一种锌合金海泡石浮石氧化铁复合材料及其制备方法，该复合材料吸波性能高，并且具有优越的阻尼性能。该制备方法工艺简单，生产成本低，适于工业化生产。该复合材料以锌合金为基体，在基体上分布着海泡石浮石氧化铁复合物和钛纤维，复合物的颗粒为0.5-1mm；海泡石浮石氧化铁复合物和钛纤维二者占复合材料的体积比为45-55％；该锌合金基体的化学成分的重量百分含量：Al为20％～24％，Ti为0.03％～0.08％，Ce为0.01％～0.05％，Si为0.05％-0.1％，其余为Zn。

主权项

一种锌合金基海泡石浮石氧化铁复合材料，该复合材料以锌合金为基体，在基体上分布着海泡石浮石氧化铁复合物和钛纤维，其中氧化铁为Fe3O4；复合物的颗粒为0.5‑1mm；海泡石浮石氧化铁复合物和钛纤维二者占复合材料的体积比为45‑55％；锌合金基体的化学成分的重量百分含量：Al为20％～24％，Ti为0.03％～0.08％，Ce为0.01％～0.05％，Si为0.05％‑0.1％，其余为Zn；其制备过程包括以下步骤：a.海泡石浮石氧化铁复合物的准备：先把氯化铁和硫酸亚铁铵装入带聚四氟乙烯衬里的水热容器中，加水溶解，装入海泡石和浮石，浮石颗粒的尺寸为0.5‑1mm，海泡石颗粒的尺寸为0.05‑0.3mm，海泡石和浮石的重量比为(0.01‑0.1)∶1，搅拌以上物质达4‑7min，氯化铁、硫酸亚铁铵及海泡石浮石混合物的重量比为1∶1∶(1‑2)，搅拌结束后将搅拌物置于220℃的烘箱中保温3h后自然冷却便得到海泡石浮石氧化铁复合物；b.钛纤维的准备：按重量百分含V为0.2％‑0.4％，Sm为0.003％‑0.09％，其余为Ti进行配料，原料置于带有加热装置的升液管内熔化而形成铁合金液，熔化温度为1750‑1790℃；升液管下部套装有柱塞，柱塞在动力装置带动下可沿升液管上、下移动，柱塞上移时可将升液管内液面抬高，从而便于转轮凸缘将合金液拽出，形成钛纤维，转轮采用轮缘有凸缘的水冷铜合金转轮，合金液通过升液管与旋转的水冷铜合金转轮凸缘接触，水冷铜合金转轮凸缘将合金液拽出，形成合金材料纤维，转轮凸缘的线速度为19‑21m/s，钛纤维的直径为10‑45μm；转轮开转前开启转轮水冷系统，水冷系统进水温度小于30℃；c.然后将长径比为6∶1的钛纤维和海泡石浮石氧化铁复合物放入有加热装置的底部通真空系统的钢制模具的空腔中形成复合物预制体，钛纤维和海泡石浮石氧化铁复合物的重量百分数为3％，复合物预制体占金属模具空腔体积的45‑55％；开启模具加热装置，控制温度在430‑460℃；d.锌合金液的准备：将重量百分含量为Al为20％～24％，Ti为0.03％～0.08％，Ce为0.01％～0.05％，Si为0.05％‑0.1％，其余为Zn的原料在680‑720℃温度下熔化成合金液；e.开启真空系统，控制上述钢制模具内的相对真空度为‑30Kpa，将上述合金液浇入钢制模具空腔内的复合物预制体的上面，并注满模具；锌合金液在真空压力作用下渗入 复合物预制体中的间隙，关闭模具加热装置，合金液在模具内冷却凝固，形成锌合金基海泡石浮石氧化铁复合材料。