一種建筑用抗爆泡沫鋁夾層板及其制備方法技術

本發明專利技術公開了一種建筑用抗爆泡沫鋁夾層板及其制備方法，包括以下步驟：將FeAl預合金粉末置于鋼模具中，使用壓頭進行預壓成型，之后將預成型芯體放置于TiAl預合金層之上，之后向模具中裝入FeAl預合金粉末再次使用壓頭進行預壓成型，模具內粉末填裝的相對密度為55％?58％，在400?500℃條件下進行熱壓致密化處理，之后再進行發泡處理。該泡沫鋁夾層板具有梯度界面，使用壽命長，并且制備方法簡單，制備原料選材范圍廣，可靈活改變其外觀與外形尺寸，適用范圍較廣。

Anti explosion foam aluminium sandwich plate for building and preparation method thereof

The invention discloses a method for building anti explosion aluminum foam sandwich board and its preparation method, which comprises the following steps: FeAl pre alloy powder in steel mold, using pressure head for pre press forming, after the preformed core is placed in the TiAl pre alloyed layer to the mold after loaded into FeAl prealloyed powder again the use of pressure head for pre press forming, relative density of mold powder filling is 55% 58%, hot pressing densification process in 400 under 500 DEG C, after foaming processing. The aluminum foam sandwich plate has a gradient interface, has a long service life, and has a simple preparation method, and has wide range of material selection, and can flexibly change the appearance and the shape size of the material, and has wide application range.

【技術實現步驟摘要】
一種建筑用抗爆泡沫鋁夾層板及其制備方法
本專利技術涉及建筑材料領域，特別是涉及一種建筑用抗爆泡沫鋁夾層板及其制備方法。
技術介紹
近年來，世界各地均不斷發生爆炸事件，帶來了巨大的經濟和人身傷害，引起了世界各國相關研究工作者的高度關注，爆炸荷載作用下結構的抗爆、防爆研究已經成為建筑行業的研究熱點。在突發性爆炸、強沖擊作用下采取合理有效的防爆工程措施，減少在爆炸荷載作用下的結構動力響應，避免其遭受嚴重損傷、破壞以及倒塌，保障生命安全，并且可以最大幅度的降低財產損失，具有重要的研究意義。目前，在我國實際工程中，起到抗爆防護作用的結構吸能層主要采用鋼筋混凝土或鋼板，此類材料質量較重而且較為昂貴泡沫金屬是一種由氣孔和金屬基材組成的新材料。一般的金屬材料具有密實的多晶體結構，材料中的孔隙一般被當做缺陷來處理，而且當缺陷較多時會影響材料的性能，嚴重時甚至成為廢品。但是泡沫金屬則是利用了這種孔隙缺陷，雖然孔隙數量達到一定程度后其力學性能受到較多影響，但是該種材料卻具有能量吸收，密度低等優異性能，是一種新型的結構功能材料。泡沫金屬材料具有高孔隙率、小密度、大比表面積、大孔徑等結構特征。以泡沫鋁為例，相較于傳統的金屬材料，泡沫鋁具有極低的導熱率，，較高的耐熱性能以及較高的散熱能力。此外，泡沫鋁在達不到最大應力或破壞的情況下可以吸收沖擊能，通過控制孔隙結構和密度值等系數，可以使泡沫鋁成為理想的吸能材料。但是，單純的泡沫鋁由于其強度較低，一般難以被直接應用，這就限制了泡沫鋁的使用范圍。泡沫鋁夾層板是在泡沫鋁的基礎上制得的一種新型泡沫鋁材料，其芯層為泡沫鋁或泡沫鋁合金，上下面板為鋁板或其他金屬薄板。與傳統材料相比，泡沫鋁夾層板具有更高的比剛度、比強度、更理想的抗沖擊性，更強的減震性等性能，具有廣闊的應用前景。中國專利CN201110384532.6公開了一種泡沫鋁夾心板制備方法，該方法包括以下步驟：將霧化法制得的鋁-硅合金粉末與一定比例的發泡劑氫化鈦粉末及金屬鎂粉末混合均勻，灌裝入一端密封的薄壁鋼(或鋁合金)管，灌粉后將管材另一端密封后制成軋制坯料，在冷軋機上慢速軋制復合，所得的復合板經切邊后按照發泡模具尺寸切取發泡預制坯，預制坯在鋼質模具中進行受限發泡，根據要求調整發泡溫度及發泡時間，經過高溫短時發泡后可得到芯層泡沫結構均勻，界面結合良好、厚度精度高、板型優良的高質量泡沫鋁夾心板。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種建筑用抗爆泡沫鋁夾層板及其制備方法，該泡沫鋁夾層板具有梯度界面，使用壽命長，并且制備方法簡單，制備原料選材范圍廣，可靈活改變其外觀與外形尺寸，適用范圍較廣。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案：一種建筑用抗爆泡沫鋁夾層板的制備方法，包括以下步驟：(1)將鋁粉與發泡劑混合后，在混料機中進行混合12-16h，其中發泡劑占總質量份數的0.7-1.5％，之后對其進行冷等靜壓處理，壓制成型，制得預成型芯體，相對密度為40％-45％；(2)利用等離子旋轉電極霧化法制得FeAl預合金粉末，將FeAl預合金粉末置于鋼模具中，使用壓頭進行預壓成型，之后將步驟(1)制得的預成型芯體放置于TiAl預合金層之上，之后向模具中裝入FeAl預合金粉末再次使用壓頭進行預壓成型，模具內粉末填裝的相對密度為55％-58％，之后在400-500℃條件下進行熱壓致密化處理，制得相對密度大于98％的前驅體；(3)將前驅體放置于電阻爐中，進行充分發泡，之后冷卻，對材料進行表面處理后制得建筑用抗爆泡沫鋁夾層板。優選的，所述發泡劑為TiH。優選的，所述FeAl預合金粉末中鐵和鋁的質量比為2：(3-7)。優選的，所述步驟(3)中進行熱壓處理時，首先在400-500℃保溫45-90min，在進行加壓處理，壓力為40-60Mpa。優選的，所述步驟(4)中發泡過程中的溫度為675℃，發泡時間為1-2min。一種建筑用抗爆泡沫鋁夾層板，由以上方法制備而成。優選的，該夾層板適用于建筑中的抗爆防護使用。其中相對密度為實際密度與理論密度的比值。其中夾層板芯層和面板層的質量比為(D芯×ρ芯)：(D面×ρ面)，D芯為芯層的厚度，ρ芯為芯層的密度，D面為面板的厚度，ρ面為面板的密度。本專利技術具有以下有益效果，在制備夾層板的過程中，結合粉末冶金的方式，直接以金屬粉末為原料，減少了制備夾層板之前需對面板進行表面處理的步驟，縮短了制備工藝。利用冷等靜壓先將芯層材料進行成型處理，使芯層材料在熱致密化處理過程中可以受熱更加均勻，成型效果更佳。在裝模過程中先將粉末填裝的相對密度為55％-58％，粉末之間還存在一定的連通孔，這使得熱壓致密化過程中，粉末內部可以發生顆粒之間的相對滑動，顆粒可以重排，從而消除孔隙，實現致密化。由于在原料均為粉體，芯層與面板之間沒有清晰的界面，兩部分的粉末顆粒在層間相互擴散、滲透，形成具有微觀互穿網狀結構、成分連續過渡的界面區域，形成具有梯度界面的材料。這種梯度界面可以使夾層板最大限度的發揮泡沫鋁的獨特性能，更好地吸收能量，具有防爆效果，并且可以延長夾層板的使用壽命。該夾層板適用于各種形式的形狀加工處理，可以靈活的改變外觀和外形尺寸，產品均能保持良好的梯度界面特性，使用范圍廣。具體實施方式為了更好的理解本專利技術，下面通過實施例對本專利技術進一步說明，實施例只用于解釋本專利技術，不會對本專利技術構成任何的限定。實施例1一種建筑用抗爆泡沫鋁夾層板的制備方法，包括以下步驟：(1)將鋁粉與發泡劑TiH混合后，在混料機中進行混合12h，其中發泡劑占總質量份數的0.7％，之后對其進行冷等靜壓處理，壓制成型，制得預成型芯體，相對密度為40％；(2)利用等離子旋轉電極霧化法制得FeAl預合金粉末，將FeAl預合金粉末置于鋼模具中，使用壓頭進行預壓成型，之后將步驟(1)制得的預成型芯體放置于TiAl預合金層之上，之后向模具中裝入FeAl預合金粉末再次使用壓頭進行預壓成型，模具內粉末填裝的相對密度為55％，之后進行熱壓致密化處理，首先在400℃保溫45min，在進行加壓處理，壓力為60Mpa制得相對密度大于98％的前驅體；(3)將前驅體放置于電阻爐中，進行充分發泡，發泡過程中的溫度為675℃，發泡時間為1min，之后冷卻，對材料進行表面處理后制得建筑用抗爆泡沫鋁夾層板。FeAl預合金粉末中鐵和鋁的質量比為2：3。其中夾層板芯層和面板層的質量比為(D芯×ρ芯)：(D面×ρ面)，D芯為芯層的厚度，ρ芯為芯層的密度，D面為面板的厚度，ρ面為面板的密度。實施例2一種建筑用抗爆泡沫鋁夾層板的制備方法，包括以下步驟：(1)將鋁粉與發泡劑TiH混合后，在混料機中進行混合16h，其中發泡劑占總質量份數的1.5％，之后對其進行冷等靜壓處理，壓制成型，制得預成型芯體，相對密度為45％；(2)利用等離子旋轉電極霧化法制得FeAl預合金粉末，將FeAl預合金粉末置于鋼模具中，使用壓頭進行預壓成型，之后將步驟(1)制得的預成型芯體放置于TiAl預合金層之上，之后向模具中裝入FeAl預合金粉末再次使用壓頭進行預壓成型，模具內粉末填裝的相對密度為58％，之后進行熱壓致密化處理，首先在500℃保溫90min，在進行加壓處理，壓力為40Mpa制得相對密度大于98％的前驅體；(3)將前驅體放置于電阻爐中，進行充分發泡，發泡過程本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種建筑用抗爆泡沫鋁夾層板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將鋁粉與發泡劑混合后，在混料機中進行混合12?16h，其中發泡劑占總質量份數的0.7?1.5％，之后對其進行冷等靜壓處理，壓制成型，制得預成型芯體，相對密度為40％?45％；(2)利用等離子旋轉電極霧化法制得FeAl預合金粉末，將FeAl預合金粉末置于鋼模具中，使用壓頭進行預壓成型，之后將步驟(1)制得的預成型芯體放置于TiAl預合金層之上，之后向模具中裝入FeAl預合金粉末再次使用壓頭進行預壓成型，模具內粉末填裝的相對密度為55％?58％，之后在400?500℃條件下進行熱壓致密化處理，制得相對密度大于98％的前驅體；(3)將前驅體放置于電阻爐中，進行充分發泡，之后冷卻，對材料進行表面處理后制得建筑用抗爆泡沫鋁夾層板。

【技術特征摘要】
1.一種建筑用抗爆泡沫鋁夾層板的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：(1)將鋁粉與發泡劑混合后，在混料機中進行混合12-16h，其中發泡劑占總質量份數的0.7-1.5％，之后對其進行冷等靜壓處理，壓制成型，制得預成型芯體，相對密度為40％-45％；(2)利用等離子旋轉電極霧化法制得FeAl預合金粉末，將FeAl預合金粉末置于鋼模具中，使用壓頭進行預壓成型，之后將步驟(1)制得的預成型芯體放置于TiAl預合金層之上，之后向模具中裝入FeAl預合金粉末再次使用壓頭進行預壓成型，模具內粉末填裝的相對密度為55％-58％，之后在400-500℃條件下進行熱壓致密化處理，制得相對密度大于98％的前驅體；(3)將前驅體放置于電阻爐中，進行充分發泡，之后冷卻，對材料進行表面處理后制得建筑用抗爆泡沫鋁夾層板。2.根據權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：王海燕，
申請(專利權)人：東莞市佳乾新材料科技有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44