專利名稱：一種鋁搪瓷復合材料及其制備方法
技術領域：
本發明涉及一種復合材料及其制備方法，具體涉及搪瓷復合材料及其制備方法；屬于復合材料技術領域。
背景技術：
鋁或鋁合金材料用途廣泛，由于其綜合性能較好、其可用于很多領域，但其生產制造成本較高，在一定程序上限制了鋁、鋁合金材料的應用。目前采用的樹脂或高分子材料與填料組成的復合材料在某些領域中可部分替代鋁或鋁合金材料，但樹脂或高分子材料作為粘合劑與填料組成的產品在耐高溫性、導熱性和其它物理性能方面不夠理想，加之該類產品生產成本也偏高，將其用于某些領域同樣存在一定的局限性。

發明內容
本發明的目的在于提供一種綜合性能優異、成本低廉的鋁搪瓷復合材料。本發明的另一目的在于提供上述鋁搪瓷復合材料的制備方法。本發明目的是通過如下技術方案實現的:
一種鋁搪瓷復合材料，其特征在于:所述復合材料組成成分為鋁搪瓷25% 60%，鋁或/和鋁合金25% 60%、骨材10 30%，以重量百分比計。現有技術中鋁搪瓷作為功能性復合材料的組分之一，均是作為表面處理組分添加的、其添加量占復合材料總量的比例小，發明人在長期的研發過程中，創造性地提出了將鋁搪瓷作為功能性復合材料的結構性組分添加，結果表明該鋁搪瓷復合材料綜合性能優異、且成本低廉，是一種理想的鋁或鋁合金替代材料。本發明所述鋁搪瓷、鋁合金均是本領域技術人員知曉、明確的概念。雖然鋁搪瓷、鋁合金根據不同用途，其組成成分有細微差異，但所有種類的鋁搪瓷、鋁合金均適用于本發明。例如，無鉛鋁搪瓷(組成為Na2O占15 25wt%，TiO2占20 30wt%，SiO2占25 35wt%，Li02、K20、Ba0、Al203、B2OJP F4占20 30wt%)、有鉛鋁搪瓷等等均適用于本發明。本發明骨材為一切在400 600°C不與鋁搪瓷、鋁或鋁合金發生化學反應的固體填充料，例如三氧化二鋁、二氧化硅、碳酸鈣等；也可為在400 600°C不與鋁搪瓷、鋁或鋁合金發生化學反應的多種類型固體填充料按任意比例組合而成。所述骨材起填充作用，同時起增加復合材料的強度、從而提高本發明復合材料的物理性能。具體地說，上述鋁搪瓷復合材料組成成分為鋁搪瓷51 60%，鋁或/和鋁合金27 35%、上述骨材12 18%，以重量百分比計。更具體地說，上述鋁搪瓷復合材料組成成分為鋁搪瓷58%、鋁合金30%、三氧化二鋁8%、二氧化硅4%，以重量百分比計，所述鋁搪瓷組成為Na2O占15 25wt%，TiO2占20 30wt%, SiO2 占 25 35wt%, LiO2、K2O, BaO、Al2O3' B2O3 和 Γ1 占 20 30wt% 的無鉛鋁搪瓷。上述鋁搪瓷復合材料的制備方法，按以下步驟進行:
a.將各種材料以粉態的形式充分混合；b.將混合好的粉料冷壓成坯；
c.將上述冷成型的坯經400 600°C燒結成型坯(適合不同噸位的熱擠壓機)；
d.燒結后的型坯經熱擠壓機擠出商品型材。本發明鋁搪瓷復合材料的制備方法，還可按如下步驟進行:
將熔融狀態的鋁搪瓷材料直接加入鋁或/和鋁合金、上述骨材中，在400 600°C下揑合均勻，冷卻，然后直接擠壓成成品或制成型坯。本發明具有如下有益效果:
本發明鋁搪瓷復合材料綜合性能優異，經測試其導熱系數在70 200w/m -k,其絕緣性好，可耐400 500°C高溫、防氧化性能優異；生產成本低廉，為15 20元/kg。由于本發明鋁搪瓷復合材料綜合性能優異、生產成本低廉，是一種理想的鋁、鋁合金替代材料，可在諸多領域中被廣泛推廣運用。
具體實施例方式下面通過實施例對本發明進行具體的描述，有必要在此指出的是以下實施例只用于對本發明做進一步說明，不能理解為對本發明保護范圍的限制，該領域的技術人員可以根據上述發明內容對本發明作出一些非本質的改進和調整。實施例1
一種鋁搪瓷復合材料，其組成成分為有鉛鋁搪瓷25%，金屬鋁60%，碳酸鈣15%，以重量百分比計；按如下步驟制得:
a.將上述有鉛鋁搪瓷、金屬鋁、碳酸鈣以粉態的形式充分混合；
b.將混合好的粉料冷壓成坯；
c.將上述冷成型的坯經400 450°C燒結成型坯(適合不同噸位的熱擠壓機)；
d.燒結后的型坯經熱擠壓機擠出商品型材。實施例2
一種鋁搪瓷復合材料，其組成成分為無鉛鋁搪瓷60%，6061鋁合金27%，二氧化硅13%，以重量百分比計；按如下步驟制得:
a.將上述無鉛鋁搪瓷、鋁合金及碳化硅以粉態的形式充分混合；
b.將混合好的粉料冷壓成坯；
c.將上述冷成型的坯經500 550°C燒結成型坯(適合不同噸位的熱擠壓機)；
d.燒結后的型坯經熱擠壓機擠出商品型材。實施例3
一種鋁搪瓷復合材料，其組成成分為鋁搪瓷30%，金屬鋁40%，二氧化硅30%，以重量百分比計；按如下步驟制得:
將熔融狀態的鋁搪瓷材料直接加入金屬鋁、二氧化硅骨材中，在520 600°C下揑合均勻，冷卻，然后直接擠壓成成品或制成型坯。實施例4
一種鋁搪瓷復合材料，其組成成分為鋁搪瓷43%，金屬鋁37%，三氧化二鋁20%，以重量百分比計；按如下步驟制得:
將熔融狀態的鋁搪瓷材料直接加入金屬鋁、三氧化二鋁骨材中，在420 460°C下揑合均勻，冷卻，然后直接擠壓成成品或制成型坯。實施例5
一種鋁搪瓷復合材料，其組成成分為鋁搪瓷60%，鋁合金30%，三氧化二鋁1%、二氧化硅4%、碳化硅2%、碳酸鈣3%，以重量百分比計；按如下步驟制得:
將熔融狀態的鋁搪瓷材料直接加入金屬鋁、三氧化二鋁、二氧化硅、碳化硅、碳酸鈣骨材中，在420 500°C下 揑合均勻，冷卻，然后直接擠壓成成品或制成型坯。實施例6
一種鋁搪瓷復合材料，其組成成分為鋁搪瓷58%、鋁合金30%、三氧化二鋁8%、二氧化硅4%，以重量百分比計，所述鋁搪瓷組成為Na2O占15 25wt%，TiO2占20 30wt%，SiO2占25 35wt%, LiO2' K2O, BaO、Al2O3' B2O3 和 Γ1 占 20 30wt% 的無鉛鋁搪瓷。上述實施例制得的鋁搪瓷復合材料綜合性能優異，經測試其導熱系數在70 200w/m.k，其絕緣性好，可耐400 500°C高溫、防氧化性能優異；生產成本低廉，為15 20元/kg。經測試，鋁或鋁合金材料其導熱系數在70 90w/m.k、成本約為40元/kg ;導熱塑料其導熱系數在I 6w/m.k (如Thertrare導熱系數在3.6w/m.k)、成本約為100
元 /kg。
權利要求
1.一種鋁搪瓷復合材料，其特征在于:所述復合材料組成成分為鋁搪瓷25% 60%，鋁或/和鋁合金25% 60%、骨材10 30%，以重量百分比計。
2.如權利要求1所述的鋁搪瓷復合材料，其特征在于:所述鋁搪瓷是組成為Na2O占15 25wt%, TiO2 占 20 30wt%, SiO2 占 25 35wt%, LiO2' K2O, BaO、Al2O3' B2O3 和 Γ1 占20 30wt%的無鉛鋁搪瓷。
3.如權利要求1或2所述的鋁搪瓷復合材料，其特征在于:所述骨材為一切在400 600°C不與鋁搪瓷、鋁或鋁合金發生化學反應的固體填充料。
4.如權利要求3所述的鋁搪瓷復合材料，其特征在于:所述骨材為三氧化二鋁、二氧化硅、碳酸鈣中的一種或多種任意組合。
5.如權利要求1 4任一項所述的鋁搪瓷復合材料，其特征在于:所述復合材料組成成分為鋁搪瓷51 60%，鋁或/和鋁合金27 35%、所述的骨材12 18%，以重量百分比計。
6.如權利要求1所述的鋁搪瓷復合材料，其特征在于:所述鋁搪瓷復合材料組成成分為鋁搪瓷58%、鋁合金30%、三氧化二鋁8%、二氧化硅4%，以重量百分比計，所述鋁搪瓷組成為 Na2O 占 15 25wt%, TiO2 占 20 30wt%, SiO2 占 25 35wt%, Li02、K20、BaO、A1203、B2O3和F—1占20 30wt%的無鉛鋁搪瓷。
7.如權利要求1 6任一項所述鋁搪瓷復合材料的制備方法，按以下步驟進行: 將各種原材料以粉態的形式充分混合； 將混合好的粉料冷壓成坯； 將上述冷成型的坯經400 6 00°C燒結成型坯； 燒結后的型坯經熱擠壓機擠出商品型材。
8.如權利要求1 6任一項所述鋁搪瓷復合材料的制備方法，按以下步驟進行: 將熔融狀態的鋁搪瓷材料直接加入鋁或/和鋁合金、所述骨材中，在400 600°C下揑合均勻，冷卻，然后直接擠壓成成品或制成型坯。
全文摘要
一種鋁搪瓷復合材料及其制備方法，所述復合材料組成成分為鋁搪瓷25%～60%，鋁或/和鋁合金25%～60%、骨材10～30%，以重量百分比計；將熔融狀態的鋁搪瓷材料直接加入鋁或/和鋁合金、所述骨材中，在400～600℃下揑合均勻，冷卻，然后直接擠壓成成品或制成型坯。本發明鋁搪瓷復合材料綜合性能優異，經測試其導熱系數在70～200w/m·k，其絕緣性好，可耐400～500℃高溫、防氧化性能優異；生產成本低廉，為15～20元/kg。由于本發明鋁搪瓷復合材料綜合性能優異、生產成本低廉，是一種理想的鋁、鋁合金替代材料，可在諸多領域中被廣泛推廣運用。
文檔編號C22C21/00GK103173660SQ20111042980
公開日2013年6月26日 申請日期2011年12月20日 優先權日2011年12月20日
發明者蘇雷虹, 錢曉東, 謝敏 申請人:重慶琦韻科技有限公司