【技術實現步驟摘要】
本專利技術屬于金屬復合材料，具體涉及一種金屬復合材料及其制備方法。
技術介紹
1、陶瓷材料具有耐高溫、高強度、高硬度、抗腐蝕和耐磨損等許多優點，廣泛應用于航空航天、電力電子、能源交通等領域。但是由于陶瓷本身的脆性使其加工性能差，難以制成尺寸大、形狀復雜的構件，從而限制了其進一步的應用與發展。金屬材料具有優良的室溫強度、延展性、導電性和導熱性，與陶瓷材料在性能上形成了一種明顯的互補關系。將兩種材料結合起來，就可以充分利用各自的優良性能，制造出滿足要求的工程材料。由于陶瓷與金屬鍵型不同且表面潤濕性差，二者如何連接能夠既方便低成本又牢固緊密是函需解決的問題。
2、目前，關于陶瓷與金屬的連接方法包括機械連接、粘接連接、釬焊連接、固相擴散連接、瞬時液相連接、熔化焊、自蔓延高溫合成連接、摩擦焊、微波連接、超聲連接等。如果直接將陶瓷材料和金屬材料通過粘接劑粘接，粘接效果不是很好；如果二者通過機械連接接頭處會產生較大的應力；直接釬焊的接頭強度有限、耐熱性低、耐蝕力較差及裝配要求較高；陶瓷先金屬化再間接釬焊工藝較復雜、成本較高，要考慮陶瓷和金屬的熱膨脹系數差異、陶瓷表面預處理和設備要求等；固相擴散連接所需要的連接溫度較高、時間較長、連接需在真空下增加了成本，且對復合材料的尺寸有一定的限制；瞬時液相焊接生產效率低、對制備和裝配的要求高；熔化焊連接工藝參數難以控制設備造價昂貴；自蔓延高溫合成連接焊料的燃燒時間難以控制、界面反應控制困難。
技術實現思路
1、本專利技術針對上述問題，提供一種金屬
2、本專利技術的第一個目的在于，提供一種金屬復合材料，所述復合材料由金屬絲編制的金屬網與陶瓷基體復合而成，所述陶瓷基體由配制好的陶瓷粉料在較低溫度燒制而成，所述金屬網位于陶瓷基體內，用于對進入陶瓷基體中的電磁波進行干涉。
3、進一步，所述陶瓷粉料包括以下組分：石英砂、鈉長石、鉀長石、硼砂、滑石粉、氧化鋅。
4、本專利技術的第二個目的在于，提供上述金屬復合材料的制備方法，包括如下步驟：
5、(1)對金屬網進行裁剪，使其具有合適的尺寸，備用；
6、(2)先將石英砂、鈉長石、鉀長石、硼砂、滑石粉、氧化鋅按照(50～70):(2～4):(2～4):(16～24):(8～12):(3～5)的重量比進行配制，然后加入碳酸鈣；
7、(3)利用球磨機對步驟(2)配制好的原料進行球磨，得到粒徑小于5微米的混合干料；
8、(4)向步驟(3)的混合干料中加入水，繼續球磨得到混合濕料；
9、(5)將步驟(4)的混合濕料倒入金屬模具中，其間埋入步驟(1)裁剪好的金屬網；
10、(6)對步驟(5)金屬模具內的混合濕料進行模壓，制得陶瓷坯體；
11、(7)將步驟(6)模壓好的陶瓷坯體放入干燥箱中進行烘干；
12、(8)將步驟(7)烘干的陶瓷坯體放入已經升溫至750～800℃的高溫爐中，在空氣氣氛中保溫；
13、(9)將步驟(8)中保溫后的高溫爐降溫至100℃以下，得到金屬復合材料。
14、進一步，所述的步驟(2)中，碳酸鈣的重量百分比為3～5％。
15、進一步，所述的步驟(4)中，混合濕料中水的重量百分比為6～10％。
16、進一步，所述的步驟(6)中，模壓壓力為3～5mpa。
17、進一步，所述的步驟(7)中，烘干溫度為85～95℃，烘干時間為90～150min。
18、進一步，所述的步驟(8)中，保溫時間為20～30min。
19、進一步，所述的步驟(9)中，高溫爐的降溫速率為4-6℃/min。
20、與現有技術相比，本專利技術的有益效果如下：
21、1、采用步驟(2)中所述比例配制的混合料，可使步驟(6)中所述的坯體具有兩個特點：1)在低于700℃時，坯體處于固態，由于溫度不高，坯體基本不發生體積變化；2)在高于700℃時，坯體會發生熔融，尤其是在750～800℃時，坯體會熔融成粘稠且連續的整體，但仍然不發生體積變化。
22、理論上，坯體在發生熔融時會伴隨著嚴重的體積收縮。本專利技術的混合料中加入了適量的碳酸鈣，由于碳酸鈣會在700～760℃發生分解，而碳酸鈣分解產生的二氧化碳會在熔融態的坯體內聚集，使得熔融坯體像吹氣球一樣發生體積膨脹，從而抵消了坯體熔融產生的體積收縮。經過反復試驗，本專利技術將混合料中碳酸鈣的重量百分比確定為3～5％，并通過調節燒結溫度，實現了坯體在熔融后體積不發生變化，從而解決了高溫燒結時由于金屬網和坯體熱膨脹系數不匹配導致陶瓷基體開裂的問題。
23、2、常規的采用燒結法制備陶瓷材料時，通常要采用較低的升溫速率，以免坯體在升溫過程中發生開裂。一般的，隨著溫度的升高，金屬材料會發生體積膨脹，而坯體會發生體積收縮。本專利技術，若采用較低的升溫速率，坯體與其內部金屬網的升溫速率幾乎相同，在坯體發生熔融之前，由于金屬網的膨脹率遠大于坯體，此時坯體反而會被金屬網“漲裂”。
24、本專利技術的步驟(8)中，將坯體直接放入已經升溫至750～800℃的高溫爐中進行燒結。這樣做的好處是，坯體會在很短的時間內升溫至750～800℃并發生熔融。由于熱傳導的滯后性，坯體內金屬網的升溫速率相對較低，直到坯體即將發生熔融時，由金屬網膨脹產生的應力也不足以將坯體“漲裂”。進一步的，當坯體發生熔融后，不論金屬網如何膨脹都不可能將熔融態的坯體“漲裂”。
25、另外，在溫度低于700℃時，采用本專利技術提供的混合料壓制的坯體，其體積變化率很小，快速升溫基本不會造成坯體出現裂紋，即便快速升溫確實使坯體出現了裂紋，在坯體發生熔融后，裂紋也會自行愈合。
26、因此，本專利技術步驟(8)中，將坯體直接放入已經升溫至750～800℃的高溫爐中進行燒結，最初目的是為了避免坯體在升溫過程中產生裂紋，提高材料的燒成率，由此帶來的好處是免去了長時間升溫過程，大幅降低了材料的制造成本。
27、另外，本專利技術的步驟(8)中，采用的燒結溫度僅為750～800℃，保溫時間僅為20～30min，而且燒結氣氛為極易實現的空氣，可進一步降低材料的制造成本。
28、3、復合材料燒成后，在降溫過程中當溫度降至700℃以下時，陶瓷基體會由熔融態變成固態。當金屬網和陶瓷基體的降溫速率相同時，由于金屬網的收縮速率高于陶瓷基體，此時陶瓷基體不會發生破壞。但若爐溫降的太快，由于熱傳導的滯后性，金屬網的降溫速率會遠低于陶瓷基體，從而使得金屬網的收縮速率低于陶瓷基體，同樣會導致陶瓷基體被金屬網“漲裂”。
29、由此可見，本專利技術制備的金屬/陶瓷復合材料在燒成后，降溫速率應越低越好。然而，過本文檔來自技高網...
【技術保護點】
1.一種金屬復合材料，其特征在于，所述復合材料由金屬絲編制的金屬網與陶瓷基體復合而成，所述陶瓷基體由配制好的陶瓷粉料燒制而成，所述金屬網位于陶瓷基體內。
2.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于，所述陶瓷粉料包括以下組分：石英砂、鈉長石、鉀長石、硼砂、滑石粉、氧化鋅。
3.一種如權利要求1～2任一項所述的金屬復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)中，碳酸鈣的重量百分比為3～5％。
5.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟(4)中，混合濕料中水的重量百分比為6～10％。
6.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟(6)中，模壓壓力為3～5MPa。
7.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟(7)中，烘干溫度為85～95℃，烘干時間為90～150min。
8.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟(8)中，保溫時間為20～30min。
9.根據權利要求3所述
...【技術特征摘要】
1.一種金屬復合材料，其特征在于，所述復合材料由金屬絲編制的金屬網與陶瓷基體復合而成，所述陶瓷基體由配制好的陶瓷粉料燒制而成，所述金屬網位于陶瓷基體內。
2.根據權利要求1所述的復合材料，其特征在于，所述陶瓷粉料包括以下組分：石英砂、鈉長石、鉀長石、硼砂、滑石粉、氧化鋅。
3.一種如權利要求1～2任一項所述的金屬復合材料的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
4.根據權利要求3所述的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)中，碳酸鈣的重量百分比為3～5％。
5.根據權利要求3所述的制備方...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王煥濤，孫浩斌，張華，李昌業，趙成亮，
申請(專利權)人：蓬萊市超硬復合材料有限公司，
類型：發明
國別省市：
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