優質鎢酸鋯/鋁合金負熱膨脹材料

鋁合金廣泛運用在航太航空領域，然而鋁合金具有較高的熱膨脹係數。飛行器在太空運行時，太陽照射和不照射造成的溫度差可300℃。這會造成連接處極大的熱膨脹不匹配，從而引起強度下降，性能失效等問題。因此，需要製造低膨脹的鋁基複合材料來解決這一問題。

鎢酸鋯(ZrW₂O₈)是一種常用的負膨脹材料，具有負膨脹係數高，溫度範圍廣等特有 的性能。鎢酸鋯可以單獨製備成材料，也可以添加到金屬基體中，如銅或鋁合金內部降低材料的膨脹係數。但在現代工藝過程中，過高的製備溫度和保溫時間會導致鎢酸鋯分解或與金屬之間的反應，所以如何控制介面反應也是鎢酸鋯金屬基複合材料需要面臨的問題。

要解決現有鋁基鎢酸鋯顆粒複合材料的熱膨脹曲線有很大的波動，且熱膨脹值較高的問題；有研究人員認為，使用放電等離子燒結製備多孔鎢酸鋯/鋁複合材料的方法能避免這一麻煩。其具體是按以下步驟完成的：

一、稱取：按體積分數稱取50～60％鎢酸鋯粉和40～50％鋁粉；

二、球磨混合：將步驟一稱取的鎢酸鋯粉和鋁粉依次加入聚乙烯球磨罐中，再加入瑪瑙球，球料比為1:(1.2～1.5)，最後加入無水乙醇，所述的鎢酸鋯粉與無水乙醇的體積比為1:(1.5～2)，密封球磨混合12h～24h，得到球磨後的混料；

三、烘乾、過篩：將球磨後的混料烘乾，過篩，得到混合粉末；

四、放電等離子燒結：將混合粉末裝入石墨模具中，然後轉移至放電等離子燒結爐爐腔中，施加25MPa～65MPa的軸向壓力，然後在溫度為550～650℃和惰性氣體保護下進行燒結，燒結時間為5min，且燒結過程中放電等離子燒結爐爐腔內的真空度為0.1Pa，然後隨爐冷卻至室溫，得到多孔鎢酸鋯/鋁複合材料。

選用放電等離子燒結製備多孔鎢酸鋯/鋁複合材料，燒結溫度為 550～650℃，遠低於鎢酸鋯的分解溫度(770℃)，有效的保證了鎢酸鋯的晶體完整性。同時保溫時間為5min，有效的阻止了鎢酸鋯和鋁直接的介面反應，通過軸向壓力調控複合材料的熱膨脹性能。

• < 前一頁
• 下一個 >