一种功能梯度泡沫铝及其制备方法与流程

技术特征：
1.一种功能梯度泡沫铝，其特征在于，所述梯度泡沫铝包括至少一层纯泡沫铝层和至少一层碳纳米管增强泡沫铝基复合材料层；相邻所述纯泡沫铝层的孔隙率不同；相邻所述碳纳米管增强泡沫铝基复合材料层的孔隙率不同和/或碳纳米管的含量不同。2.根据权利要求1所述的功能梯度泡沫铝，其特征在于，所述纯泡沫铝层和所述碳纳米管增强泡沫铝基复合材料层的孔隙率为40～80％，孔径大小为1.2～3mm；所述碳纳米管增强泡沫铝基复合材料层中碳纳米管的质量分数为0～5％。3.根据权利要求1所述的功能梯度泡沫铝，其特征在于，所述梯度泡沫铝包括2～8层，所述纯泡沫铝层位于外层，所述碳纳米管增强泡沫铝基复合材料层位于内层。4.根据权利要求3所述的功能梯度泡沫铝，其特征在于，所述梯度泡沫铝包括至少两层纯泡沫铝层，所述梯度泡沫铝的上下面层为纯泡沫铝层。5.根据权利要求3所述的功能梯度泡沫铝，其特征在于，所述梯度泡沫铝从外层至内层的孔隙率大小呈渐变式分布。6.一种制备权利要求1-5中任一项所述功能梯度泡沫铝的方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)根据梯度泡沫铝的组成梯度及层数，分别称取纯铝粉、碳纳米管与铝粉的复合粉末及造孔剂；(2)分别将纯铝粉与造孔剂混合均匀，复合粉末与造孔剂混合均匀，并在混合过程中添加质量分数3～5％的乙醇，将不同层中的混合料按顺序依次记为组1、2
……
；(3)将每组混合料按顺序依次放入模具中，冷压整体成型，脱模，得预制体；(4)水浴预制体去除造孔剂，干燥，烧结，冷却，得功能梯度泡沫铝。7.根据权利要求6所述的功能梯度泡沫铝的制备方法，其特征在于，各层中所述纯铝粉或复合粉末及造孔剂的质量根据各层的体积和孔隙率计算：铝粉质量＝铝粉密度
×
体积
×
(1-孔隙率)；复合粉末质量＝复合粉末密度
×
体积
×
(1-孔隙率)；造孔剂质量＝造孔剂密度
×
体积
×
孔隙率。8.根据权利要求6所述的功能梯度泡沫铝的制备方法，其特征在于，所述铝粉粒度为150～400目，纯度大于99％；造孔剂为尿素颗粒，粒径为1.2～3mm。9.根据权利要求6所述的功能梯度泡沫铝的制备方法，其特征在于，步骤(3)中每组混合料按顺序放入模具中后，在400～700mpa压力下压制3～10min成型。10.根据权利要求6所述的功能梯度泡沫铝的制备方法，其特征在于，步骤(4)中水浴温度70～90℃；烧结温度550～700℃，保温90～240min，在氩气环境下烧结。

技术总结
本发明涉及多孔金属和金属基复合材料交叉技术领域，尤其涉及一种功能梯度泡沫铝及其制备方法。本发明的梯度泡沫铝包括至少一层纯泡沫铝层和至少一层碳纳米管增强泡沫铝基复合材料层；相邻纯泡沫铝层的孔隙率不同；相邻碳纳米管增强泡沫铝基复合材料层的孔隙率不同和/或碳纳米管的含量不同。本发明将密度梯度与成分梯度相结合，制备出基体材料和密度同时变化的功能梯度泡沫铝，可根据材料的服役环境针对性的设计梯度材料，充分发挥梯度泡沫材料的优势，具有良好的吸能效果；在整体孔隙率相同的情况下，本发明的梯度泡沫铝较均匀泡沫铝具备更高的应力水平和更高的吸能量，从而增加其缓冲吸能性能。加其缓冲吸能性能。加其缓冲吸能性能。


技术研发人员：杨旭东 成莹 邹田春
受保护的技术使用者：中国民航大学
技术研发日：2020.05.13
技术公布日：2021/11/19