一种高密度均一孔隙泡沫铝的制备方法技术

本发明专利技术涉及一种高密度均一孔隙泡沫铝的制备方法，属于泡沫铝材料制备技术领域。针对现有制备泡沫铝时，孔隙率较低，变化范围小，三维贯通性差，且成本较高的缺点，提供了一种通过将丝瓜络风干，水浴抽提去除有机物，随后用次氯酸钠改性制备丝瓜络纤维，再在半纤维素酶作用下，使其半水解，再通过喷枪负载石墨至丝瓜络纤维上，干燥固化后形成多孔模具，通过将铝液浇筑至多孔模具中，静置冷却制备泡沫铝材料，本发明专利技术制备的泡沫铝材料孔隙率较高，可达95%以上，比强度可达0.85×10‑3MPa·m3/kg以上，且制备步骤简单，绿色环保无污染。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种高密度均一孔隙泡沫铝的制备方法，属于泡沫铝材料制备

技术介绍
泡沫铝是一种新型功能材料，它是金属铝基体中分散着无数气泡的类似泡沫状的超轻金属材料，一般孔隙率为40%～98%。直到今天，美国、日本、英国、法国、加拿大等国相继研制出了多项技术专利。我国对泡沫铝的制备工艺的基础研究也进行了一些探索性的工作，并取得了一定的进展。泡沫铝以其独特的结构而具有许多优异的性能，它不仅具有多孔材料所具有的轻质特性，还具有金属所具有的优良的力学性能和热、电等物理性能。自从泡沫铝问世以来，人类已经开发出了多种制备泡沫铝的方法。其中，用食盐颗粒作填料粒子的渗流铸造法工艺简单、操作简便，可以通过控制食盐颗粒的大小来控制孔径的大小，已成为工业化生产通孔泡沫铝的最主要工艺。但该法的缺点是最大孔隙率很难超过75%，且变化范围较小，还会出现孔隙三维贯通性不好等缺点。在制备高孔隙率通孔泡沫铝的主要方法中，电沉积法由于成本较高、制备的样品厚度有限而限制了它的发展。所以需要一种孔隙均一，最大孔隙率较高的泡沫铝很有必要。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题：针对现有制备泡沫铝时，孔隙率较低，变化范围小，三维贯通性差，且成本较高的缺点，提供了一种通过将丝瓜络风干，水浴抽提去除有机物，随后用次氯酸钠改性制备丝瓜络纤维，再在半纤维素酶作用下，使其半水解，再通过喷枪负载石墨至丝瓜络纤维上，干燥固化后形成多孔模具，通过将铝液浇筑至多孔模具中，静置冷却制备泡沫铝材料，本专利技术制备的泡沫铝材料孔隙率较高，贯通率较好。为解决上述技术问题，本专利技术采用如下所述的技术方案是：（1）收集成熟丝瓜，待其自然风干后，将其去皮并洗净烘干，去除内籽得丝瓜络，再按质量比1：5，将丝瓜络与甲苯搅拌混合并置于三角烧瓶中，在55～65℃下水浴抽提5～8h，随后过滤并收集滤饼，在65～80℃下干燥6～8h，制备得丝瓜络纤维；（2）按质量比1:5，将上述制备的丝瓜络纤维与去离子水搅拌混合，并置于三角烧瓶中，随后对三口烧瓶滴加甲苯质量相同的1mol/L次氯酸钠溶液，控制滴加时间为10～15min；（3）待滴加完成后，用冰醋酸溶液调节三角烧瓶中溶液pH至4.5，再在70～80℃下水浴加热1～2h，待加热完成后，对其过滤并收集滤饼，按质量比1:5，将滤饼与质量浓度5%半纤维素酶溶液搅拌混合，再在30～35℃下水解1～2h，随后过滤并收集滤饼，制备得半水解丝瓜络纤维；（4）用粉末静电喷枪将石墨粉均匀喷射至上述制备的半水解丝瓜络纤维中，保证其完全覆盖半水解丝瓜络纤维素表面后，将其置于65～80℃下干燥6～8h，制备得丝瓜络石墨复合材料；（5）将上述制备的丝瓜络石墨复合材料置于马弗炉中，在300～500℃下预热10～15min后，将熔融铝液在0.2～0.4MPa，自上而下浇筑至预热后的丝瓜络石墨复合材料表面，待其静置流延10～15min后，停止加压并撤去加热，使其静置冷却至室温，即可制备得一种高密度均一孔隙泡沫铝。本专利技术制备的泡沫铝相对密度为0.15，电导率为0.98m/Ω·mm2，屈服强度可达0.3～0.4MPa，比强度可达0.9×10-3MPa·m3/kg。本专利技术与其他方法相比，有益技术效果是：（1）本专利技术制备的高密度均一孔隙泡沫铝孔隙率较高，可达95%以上，比强度可达0.85×10-3MPa·m3/kg以上；（2）制备步骤简单，绿色环保无污染。具体实施方式首先收集成熟丝瓜，待其自然风干后，将其去皮并洗净烘干，去除内籽得丝瓜络，再按质量比1：5，将丝瓜络与甲苯搅拌混合并置于三角烧瓶中，在55～65℃下水浴抽提5～8h，随后过滤并收集滤饼，在65～80℃下干燥6～8h，制备得丝瓜络纤维；按质量比1:5，将上述制备的丝瓜络纤维与去离子水搅拌混合，并置于三角烧瓶中，随后对三口烧瓶滴加甲苯质量相同的1mol/L次氯酸钠溶液，控制滴加时间为10～15min；待滴加完成后，用冰醋酸溶液调节三角烧瓶中溶液pH至4.5，再在70～80℃下水浴加热1～2h，待加热完成后，对其过滤并收集滤饼，按质量比1:5，将滤饼与质量浓度5%半纤维素酶溶液搅拌混合，再在30～35℃下水解1～2h，随后过滤并收集滤饼，制备得半水解丝瓜络纤维；用粉末静电喷枪将石墨粉均匀喷射至上述制备的半水解丝瓜络纤维中，保证其完全覆盖半水解丝瓜络纤维素表面后，将其置于65～80℃下干燥6～8h，制备得丝瓜络石墨复合材料；将上述制备的丝瓜络石墨复合材料置于马弗炉中，在300～500℃下预热10～15min后，将熔融铝液在0.2～0.4MPa，自上而下浇筑至预热后的丝瓜络石墨复合材料表面，待其静置流延10～15min后，停止加压并撤去加热，使其静置冷却至室温，即可制备得一种高密度均一孔隙泡沫铝。实例1首先收集成熟丝瓜，待其自然风干后，将其去皮并洗净烘干，去除内籽得丝瓜络，再按质量比1：5，将丝瓜络与甲苯搅拌混合并置于三角烧瓶中，在55℃下水浴抽提5h，随后过滤并收集滤饼，在65℃下干燥6h，制备得丝瓜络纤维；按质量比1:5，将上述制备的丝瓜络纤维与去离子水搅拌混合，并置于三角烧瓶中，随后对三口烧瓶滴加甲苯质量相同的1mol/L次氯酸钠溶液，控制滴加时间为10min；待滴加完成后，用冰醋酸溶液调节三角烧瓶中溶液pH至4.5，再在70℃下水浴加热1h，待加热完成后，对其过滤并收集滤饼，按质量比1:5，将滤饼与质量浓度5%半纤维素酶溶液搅拌混合，再在30℃下水解1h，随后过滤并收集滤饼，制备得半水解丝瓜络纤维；用粉末静电喷枪将石墨粉均匀喷射至上述制备的半水解丝瓜络纤维中，保证其完全覆盖半水解丝瓜络纤维素表面后，将其置于65℃下干燥6h，制备得丝瓜络石墨复合材料；将上述制备的丝瓜络石墨复合材料置于马弗炉中，在300℃下预热10min后，将熔融铝液在0.2MPa，自上而下浇筑至预热后的丝瓜络石墨复合材料表面，待其静置流延10min后，停止加压并撤去加热，使其静置冷却至室温，即可制备得一种高密度均一孔隙泡沫铝。实例2首先收集成熟丝瓜，待其自然风干后，将其去皮并洗净烘干，去除内籽得丝瓜络，再按质量比1：5，将丝瓜络与甲苯搅拌混合并置于三角烧瓶中，在58℃下水浴抽提6h，随后过滤并收集滤饼，在72℃下干燥7h，制备得丝瓜络纤维；按质量比1:5，将上述制备的丝瓜络纤维与去离子水搅拌混合，并置于三角烧瓶中，随后对三口烧瓶滴加甲苯质量相同的1mol/L次氯酸钠溶液，控制滴加时间为12min；待滴加完成后，用冰醋酸溶液调节三角烧瓶中溶液pH至4.5，再在75℃下水浴加热1.5h，待加热完成后，对其过滤并收集滤饼，按质量比1:5，将滤饼与质量浓度5%半纤维素酶溶液搅拌混合，再在32℃下水解1.5h，随后过滤并收集滤饼，制备得半水解丝瓜络纤维；用粉末静电喷枪将石墨粉均匀喷射至上述制备的半水解丝瓜络纤维中，保证其完全覆盖半水解丝瓜络纤维素表面后，将其置于67℃下干燥7h，制备得丝瓜络石墨复合材料；将上述制备的丝瓜络石墨复合材料置于马弗炉中，在400℃下预热12min后，将熔融铝液在0.3MPa，自上而下浇筑至预热后的丝瓜络石墨复合材料表面，待其静置流延12min后，停止加压并撤去加热，使其静置冷却至室温，即可制备得一种高密度均一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种高密度均一孔隙泡沫铝的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）收集成熟丝瓜，待其自然风干后，将其去皮并洗净烘干，去除内籽得丝瓜络，再按质量比1：5，将丝瓜络与甲苯搅拌混合并置于三角烧瓶中，在55～65℃下水浴抽提5～8h，随后过滤并收集滤饼，在65～80℃下干燥6～8h，制备得丝瓜络纤维；（2）按质量比1:5，将上述制备的丝瓜络纤维与去离子水搅拌混合，并置于三角烧瓶中，随后对三口烧瓶滴加甲苯质量相同的1mol/L次氯酸钠溶液，控制滴加时间为10～15min；（3）待滴加完成后，用冰醋酸溶液调节三角烧瓶中溶液pH至4.5，再在70～80℃下水浴加热1～2h，待加热完成后，对其过滤并收集滤饼，按质量比1:5，将滤饼与质量浓度5%半纤维素酶溶液搅拌混合，再在30～35℃下水解1～2h，随后过滤并收集滤饼，制备得半水解丝瓜络纤维；（4）用粉末静电喷枪将石墨粉均匀喷射至上述制备的半水解丝瓜络纤维中，保证其完全覆盖半水解丝瓜络纤维素表面后，将其置于65～80℃下干燥6～8h，制备得丝瓜络石墨复合材料；（5）将上述制备的丝瓜络石墨复合材料置于马弗炉中，在300～500℃下预热10～15min后，将熔融铝液在0.2～0.4MPa，自上而下浇筑至预热后的丝瓜络石墨复合材料表面，待其静置流延10～15min后，停止加压并撤去加热，使其静置冷却至室温，即可制备得一种高密度均一孔隙泡沫铝。...

【技术特征摘要】
1.一种高密度均一孔隙泡沫铝的制备方法，其特征在于具体制备步骤为：（1）收集成熟丝瓜，待其自然风干后，将其去皮并洗净烘干，去除内籽得丝瓜络，再按质量比1：5，将丝瓜络与甲苯搅拌混合并置于三角烧瓶中，在55～65℃下水浴抽提5～8h，随后过滤并收集滤饼，在65～80℃下干燥6～8h，制备得丝瓜络纤维；（2）按质量比1:5，将上述制备的丝瓜络纤维与去离子水搅拌混合，并置于三角烧瓶中，随后对三口烧瓶滴加甲苯质量相同的1mol/L次氯酸钠溶液，控制滴加时间为10～15min；（3）待滴加完成后，用冰醋酸溶液调节三角烧瓶中溶液pH至4.5，再在70～80℃下水浴加热1～2h，待加热完成后，对其过滤并...

【专利技术属性】
技术研发人员：郭舒洋，高玉刚，
申请(专利权)人：郭舒洋，
类型：发明
国别省市：江苏;32