一种高抗冲击铝合金材料及其制备方法与流程

1.本发明涉及高分子材料制备领域，具体涉及一种高抗冲击abs导电树脂及其制备方法。


背景技术：

2.铝合金是汽车，飞机，高铁等交通工具的重要材料，传统的铝合金结构已无法满足当代交通对其结构强度、抗冲击性能等方面的需求。发生撞击时，如果碰撞产生的能量以及交通工具本身具有的动能得不到缓冲和释放将会对设备结构造成严重破坏，甚至产生重大生命财产损失，给行驶安全带来一定的潜在风险。目前常用的两种提高铝合金抗冲击性能的方法为纤维金属层合板和泡沫合金增强。
3.纤维金属层合板是一种经过金属薄板以及纤维增强复合材料交替铺设后，加压固化而成的混杂复合材料层合结构。 由于其结合了金属和纤维增强复合材料的优越性能，因此具有高疲劳容限，抗冲击性能好，低密度，抗腐蚀好等优点。
4.在汽车制造方面，泡沫铝通常被用于制造汽车中的碰撞吸能构件，例如在汽车保险杠、车门等位置内部填充泡沫金属材料来吸收交通事故中的冲击能量。普通泡沫铝自身具有良好的缓冲吸能能力，但其较低的屈服强度很难应用到许多冲击能量较高的工程情况当中，限制了它的应用前景。因此，材料科学家采用试验手段，将多种材料渗透到铝材当中，制备出不同种类、性能的铝基复合泡沫材料，来适应不同的实际需求。但是泡沫铝由于强度和刚度较低，通常情况下不宜单独使用，一般将其搭配高强度和刚度的薄面板组成夹芯结构。这些方法虽然取得了一定成效，但远远还不能满足在更为苛刻的高冲击力条件下的应用，亟待进一步研究。


技术实现要素：

5.要解决的技术问题：本发明的目的是提供一种高抗冲击铝合金材料的制备方法，通过抗冲击外层，梯度过渡层和吸能缓冲结构内层三层结构配合的形式，提高铝合金的抗冲击性能。
6.技术方案：一种高抗冲击铝合金材料，所述铝合金材料包括抗冲击外层，梯度过渡层和吸能缓冲结构内层，所述抗击冲外层为铝合金材料和碳纤维三维织物复合而成，所述梯度过渡层为铝合金材料和陶瓷增强无纺布层复合而成，所述吸能缓冲结构内层为多孔泡沫合金层。
7.优选的，所述高抗冲击铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：s1. 多孔泡沫合金层的制备：将铝锭加热融化，然后加入金属钙粉，低速搅拌均匀，降温至620-635℃，加入发泡剂tih2，高速搅拌使之分散均匀，然后保温1-3min，自然冷却得到多孔泡沫合金层的密度为0.35-0.42g/cm3；s2. 梯度过渡层的制备：将厚度为0.2-0.3cm的陶瓷无纺布铺设在步骤s1制备的多孔泡沫合金层上，再将铝液浇注在陶瓷无纺布上，得到厚度为0.3-0.4cm的梯度过渡层；
s3. 抗冲击外层的制备：将厚度为0.2-0.3cm的碳纤维三维织物铺设在s2制备的梯度过渡层上，再将铝液浇注在碳纤维三维织物上，得到厚度为0.35-0.5cm的抗冲击外层。
8.优选的，所述步骤s1中发泡剂的含量为0.5-0.9wt%，金属钙粉的含量为2-2.5wt%，低速搅拌的转速为500-800r/min，告诉搅拌的转速为900-1200r/min。
9.优选的，所述步骤s2中陶瓷无纺布为表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜，所述表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜的制备方法为：s11.将异丙醇铝加入85-95℃的纯水中进行水解，水解后加入浓硝酸，在85-95℃下陈化8-12h，得到alooh胶体；s12.将厚度为0.15-0.2cm的碳纤维静电纺丝膜加入至胶体溶液中，取出后烘干，然后再500-550℃下进行煅烧，重复该步骤1-2次，得到表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜。
10.优选的，所述表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜的孔隙率为85-92%。
11.优选的，所述步骤s3中碳纤维三维织物为采用碳纤维为原料，通过3层层状复合形式组合，中间层为碳纤维静电纺丝层，两侧外层为机织层，三层结构通过垂纱贯穿于厚度方向。
12.优选的，所述机织层的厚度为0.05-0.1cm，碳纤维静电纺丝层0.1-0.2cm。
13.优选的，所述碳纤维静电纺丝层的孔隙率为94-96%。所述机织层的的经线盖覆紧度为30-40%，纬线盖覆紧度为30-35%。
14.优选的，所述铝锭和铝液的成分为：fe为0.25-0.35%，si为0.45-0.6%，mn为0.1-0.15%，cu为0.2-0.3%，ti为0.01-0.05%，zn为0.01-0.15%，余量为al。
15.有益效果：本发明的高抗冲击铝合金材料及其制备方法具有以下优点：1. 本发明采用梯度分层化设计方法，设计一种高抗冲击梯度功能复合防护结构模型，该结构主要由超高性抗冲击结构外层、梯度过渡层（中间层）和吸能缓冲结构内层三部分组成，实现整体结构的高强、高抗冲击功能；2. 本发明中超高性抗冲击结构外层，以铝合金材料和碳纤维三维织物复合而成作为结构，利用碳纤维三维织物的超高强、高韧性的特点，增加冲击过程中的阻力，同时保证整个结构具有较长时间的服役性能；吸能缓冲结构内层为多孔泡沫合金层，利用多孔合金具有的多孔性以及能较大程度上吸收外力作用下经结构外层传递过来的能量，很好地起到减震、吸能的功效，最终极大程度上降低冲击过程中产生的“二次危害”，而中间的梯度过渡层是由铝合金材料和陶瓷增强无纺布层复合而成，因而其兼具结构外层和结构内层某些主要特性，能够较大程度上降低和减小第一结构层和第二结构层的波阻抗匹配性实现整体防护性能的最大发挥。
具体实施方式
16.下面结合实施例对本发明作进一步描述，以下实施例是对本发明的解释而本发明不局限于以下实施例：实施例1一种高抗冲击铝合金材料，所述铝合金材料包括抗冲击外层，梯度过渡层和吸能缓冲结构内层，所述抗击冲外层为铝合金材料和碳纤维三维织物复合而成，所述梯度过渡层为铝合金材料和陶瓷增强无纺布层复合而成，所述吸能缓冲结构内层为多孔泡沫合金
层，所述铝合金材料的成分为：fe为0.25%，si为0.6%，mn为0.1%，cu为0.3%，ti为0.01%，zn为0.15%，余量为al；所述高抗冲击铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：s1. 多孔泡沫合金层的制备：将铝锭加热融化，然后加入2wt%金属钙粉，转速为800r/min下低速搅拌均匀，降温至635℃，加入0.5wt%发泡剂tih2，转速为1200r/min下高速搅拌使之分散均匀，然后保温3min，自然冷却得到多孔泡沫合金层的密度为0.36g/cm3；s2. 梯度过渡层的制备：将厚度为0.2cm，孔隙率为85%的表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜铺设在步骤s1制备的多孔泡沫合金层上，再将铝液浇注在陶瓷无纺布上，得到厚度为0.3cm的梯度过渡层，其中，所述表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜的制备方法为：s11.将异丙醇铝加入95℃的纯水中进行水解，水解后加入浓硝酸，在95℃下陈化8h，得到alooh胶体；s12.将厚度为0.15cm的碳纤维静电纺丝膜加入至胶体溶液中，取出后烘干，然后再500℃下进行煅烧，重复该步骤1次，得到表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜；s3. 抗冲击外层的制备：将厚度为0.3cm的碳纤维三维织物铺设在s2制备的梯度过渡层上，再将铝液浇注在碳纤维三维织物上，得到厚度为0.5cm的抗冲击外层，其中，碳纤维三维织物为采用碳纤维为原料，通过3层层状复合形式组合，中间层为碳纤维静电纺丝层，碳纤维静电纺丝层0.2cm，孔隙率为94%，两侧外层为机织层，机织层的厚度为0.05cm，经线盖覆紧度为30%，纬线盖覆紧度为35%，三层结构通过垂纱贯穿于厚度方向。
17.实施例2一种高抗冲击铝合金材料，所述铝合金材料包括抗冲击外层，梯度过渡层和吸能缓冲结构内层，所述抗击冲外层为铝合金材料和碳纤维三维织物复合而成，所述梯度过渡层为铝合金材料和陶瓷增强无纺布层复合而成，所述吸能缓冲结构内层为多孔泡沫合金层，所述铝合金材料的成分为：fe为0.35%，si为0.45%，mn为0.15%，cu为0.2%，ti为0.05%，zn为0.01%，余量为al；所述高抗冲击铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：s1. 多孔泡沫合金层的制备：将铝锭加热融化，然后加入2.5wt%金属钙粉，转速为500r/min下低速搅拌均匀，降温至620℃，加入0.9wt%发泡剂tih2，转速为900r/min下高速搅拌使之分散均匀，然后保温1min，自然冷却得到多孔泡沫合金层的密度为0.42g/cm3；s2. 梯度过渡层的制备：将厚度为0.3cm，孔隙率为92%的表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜铺设在步骤s1制备的多孔泡沫合金层上，再将铝液浇注在陶瓷无纺布上，得到厚度为0.4cm的梯度过渡层，其中，所述表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜的制备方法为：s11.将异丙醇铝加入85℃的纯水中进行水解，水解后加入浓硝酸，在85℃下陈化12h，得到alooh胶体；s12.将厚度为0.2cm的碳纤维静电纺丝膜加入至胶体溶液中，取出后烘干，然后再550℃下进行煅烧，重复该步骤2次，得到表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜；s3. 抗冲击外层的制备：将厚度为0.2cm的碳纤维三维织物铺设在s2制备的梯度过渡层上，再将铝液浇注在碳纤维三维织物上，得到厚度为0.35cm的抗冲击外层，其中，碳纤维三维织物为采用碳纤维为原料，通过3层层状复合形式组合，中间层为碳纤维静电纺丝层，碳纤维静电纺丝层0.1cm，孔隙率为96%，两侧外层为机织层，机织层的厚度为0.05cm，经
线盖覆紧度为40%，纬线盖覆紧度为30%，三层结构通过垂纱贯穿于厚度方向。
18.实施例3一种高抗冲击铝合金材料，所述铝合金材料包括抗冲击外层，梯度过渡层和吸能缓冲结构内层，所述抗击冲外层为铝合金材料和碳纤维三维织物复合而成，所述梯度过渡层为铝合金材料和陶瓷增强无纺布层复合而成，所述吸能缓冲结构内层为多孔泡沫合金层，所述铝合金材料的成分为：fe为0.28%，si为0.55%，mn为0.1%，cu为0.26%，ti为0.02%，zn为0.1%，余量为al；所述高抗冲击铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：s1. 多孔泡沫合金层的制备：将铝锭加热融化，然后加入2.2wt%金属钙粉，转速为600r/min下低速搅拌均匀，降温至625℃，加入0.6wt%发泡剂tih2，转速为1000r/min下高速搅拌使之分散均匀，然后保温3min，自然冷却得到多孔泡沫合金层的密度为0.40g/cm3；s2. 梯度过渡层的制备：将厚度为0.3cm，孔隙率为92%的表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜铺设在步骤s1制备的多孔泡沫合金层上，再将铝液浇注在陶瓷无纺布上，得到厚度为0.4cm的梯度过渡层，其中，所述表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜的制备方法为：s11.将异丙醇铝加入95℃的纯水中进行水解，水解后加入浓硝酸，在95℃下陈化11h，得到alooh胶体；s12.将厚度为0.2cm的碳纤维静电纺丝膜加入至胶体溶液中，取出后烘干，然后再550℃下进行煅烧，重复该步骤2次，得到表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜；s3. 抗冲击外层的制备：将厚度为0.2cm的碳纤维三维织物铺设在s2制备的梯度过渡层上，再将铝液浇注在碳纤维三维织物上，得到厚度为0.35cm的抗冲击外层，其中，碳纤维三维织物为采用碳纤维为原料，通过3层层状复合形式组合，中间层为碳纤维静电纺丝层，碳纤维静电纺丝层0.1cm，孔隙率为96%，两侧外层为机织层，机织层的厚度为0.05cm，经线盖覆紧度为33%，纬线盖覆紧度为34%，三层结构通过垂纱贯穿于厚度方向。
19.实施例4一种高抗冲击铝合金材料，所述铝合金材料包括抗冲击外层，梯度过渡层和吸能缓冲结构内层，所述抗击冲外层为铝合金材料和碳纤维三维织物复合而成，所述梯度过渡层为铝合金材料和陶瓷增强无纺布层复合而成，所述吸能缓冲结构内层为多孔泡沫合金层，所述铝合金材料的成分为：fe为0.32%，si为0.5%，mn为0.15%，cu为0.23%，ti为0.04%，zn为0.05%，余量为al；所述高抗冲击铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：s1. 多孔泡沫合金层的制备：将铝锭加热融化，然后加入2.4wt%金属钙粉，转速为700r/min下低速搅拌均匀，降温至630℃，加入0.8wt%发泡剂tih2，转速为1100r/min下高速搅拌使之分散均匀，然后保温1min，自然冷却得到多孔泡沫合金层的密度为0.38g/cm3；s2. 梯度过渡层的制备：将厚度为0.2cm，孔隙率为88%的表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜铺设在步骤s1制备的多孔泡沫合金层上，再将铝液浇注在陶瓷无纺布上，得到厚度为0.3cm的梯度过渡层，其中，所述表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜的制备方法为：s11.将异丙醇铝加入85℃的纯水中进行水解，水解后加入浓硝酸，在85℃下陈化9h，得到alooh胶体；s12.将厚度为0.15cm的碳纤维静电纺丝膜加入至胶体溶液中，取出后烘干，然后
再500℃下进行煅烧，重复该步骤1次，得到表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜；s3. 抗冲击外层的制备：将厚度为0.3cm的碳纤维三维织物铺设在s2制备的梯度过渡层上，再将铝液浇注在碳纤维三维织物上，得到厚度为0.45cm的抗冲击外层，其中，碳纤维三维织物为采用碳纤维为原料，通过3层层状复合形式组合，中间层为碳纤维静电纺丝层，碳纤维静电纺丝层0.2cm，孔隙率为94%，两侧外层为机织层，机织层的厚度为0.05cm，经线盖覆紧度为38%，纬线盖覆紧度为32%，三层结构通过垂纱贯穿于厚度方向。
20.实施例5一种高抗冲击铝合金材料，所述铝合金材料包括抗冲击外层，梯度过渡层和吸能缓冲结构内层，所述抗击冲外层为铝合金材料和碳纤维三维织物复合而成，所述梯度过渡层为铝合金材料和陶瓷增强无纺布层复合而成，所述吸能缓冲结构内层为多孔泡沫合金层，所述铝合金材料的成分为：fe为0.3%，si为0.5%，mn为0.12%，cu为0.25%，ti为0.03%，zn为0.08%，余量为al；所述高抗冲击铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：s1. 多孔泡沫合金层的制备：将铝锭加热融化，然后加入2.2wt%金属钙粉，转速为650r/min下低速搅拌均匀，降温至625℃，加入0.8wt%发泡剂tih2，转速为1100r/min下高速搅拌使之分散均匀，然后保温2min，自然冷却得到多孔泡沫合金层的密度为0.39g/cm3；s2. 梯度过渡层的制备：将厚度为0.25cm，孔隙率为90%的表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜铺设在步骤s1制备的多孔泡沫合金层上，再将铝液浇注在陶瓷无纺布上，得到厚度为0.35cm的梯度过渡层，其中，所述表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜的制备方法为：s11.将异丙醇铝加入90℃的纯水中进行水解，水解后加入浓硝酸，在90℃下陈化10h，得到alooh胶体；s12.将厚度为0.2cm的碳纤维静电纺丝膜加入至胶体溶液中，取出后烘干，然后再500℃下进行煅烧，重复该步骤1次，得到表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜；s3. 抗冲击外层的制备：将厚度为0.25cm的碳纤维三维织物铺设在s2制备的梯度过渡层上，再将铝液浇注在碳纤维三维织物上，得到厚度为0.40cm的抗冲击外层，其中，碳纤维三维织物为采用碳纤维为原料，通过3层层状复合形式组合，中间层为碳纤维静电纺丝层，碳纤维静电纺丝层0.15cm，孔隙率为95%，两侧外层为机织层，机织层的厚度为0.05cm，经线盖覆紧度为36%，纬线盖覆紧度为34%，三层结构通过垂纱贯穿于厚度方向。
21.对比例1一种高抗冲击铝合金材料，所述铝合金材料包括抗冲击外层，吸能缓冲结构内层，所述抗击冲外层为铝合金材料和碳纤维三维织物复合而成，所述吸能缓冲结构内层为多孔泡沫合金层，所述铝合金材料的成分为：fe为0.32%，si为0.5%，mn为0.15%，cu为0.23%，ti为0.04%，zn为0.05%，余量为al；所述高抗冲击铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：s1. 多孔泡沫合金层的制备：将铝锭加热融化，然后加入2.4wt%金属钙粉，转速为700r/min下低速搅拌均匀，降温至630℃，加入0.8wt%发泡剂tih2，转速为1100r/min下高速搅拌使之分散均匀，然后保温1-3min，自然冷却得到多孔泡沫合金层的密度为0.38g/cm3；s2. 抗冲击外层的制备：将厚度为0.3cm的碳纤维三维织物铺设在s1制备的多孔泡沫合金层，再将铝液浇注在碳纤维三维织物上，得到厚度为0.45cm的抗冲击外层，其中，
碳纤维三维织物为采用碳纤维为原料，通过3层层状复合形式组合，中间层为碳纤维静电纺丝层，碳纤维静电纺丝层0.2cm，孔隙率为94%，两侧外层为机织层，机织层的厚度为0.05cm，经线盖覆紧度为38%，纬线盖覆紧度为32%，三层结构通过垂纱贯穿于厚度方向。
22.对比例2一种高抗冲击铝合金材料，所述铝合金材料包括抗冲击外层，梯度过渡层和吸能缓冲结构内层，所述抗击冲外层为铝合金材料和碳纤维三维织物复合而成，所述梯度过渡层为铝合金材料和陶瓷增强无纺布层复合而成，所述吸能缓冲结构内层为多孔泡沫合金层，所述铝合金材料的成分为：fe为0.3%，si为0.5%，mn为0.12%，cu为0.25%，ti为0.03%，zn为0.08%，余量为al；所述高抗冲击铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：s1. 多孔泡沫合金层的制备：将铝锭加热融化，然后加入2.2wt%金属钙粉，转速为650r/min下低速搅拌均匀，降温至625℃，加入0.8wt%发泡剂tih2，转速为1100r/min下高速搅拌使之分散均匀，然后保温2min，自然冷却得到多孔泡沫合金层的密度为0.39g/cm3；s2. 梯度过渡层的制备：将厚度为0.25cm，孔隙率为92%的碳纤维静电纺丝膜铺设在步骤s1制备的多孔泡沫合金层上，再将铝液浇注在陶瓷无纺布上，得到厚度为0.35cm的梯度过渡层；s3. 抗冲击外层的制备：将厚度为0.25cm的碳纤维三维织物铺设在s2制备的梯度过渡层上，再将铝液浇注在碳纤维三维织物上，得到厚度为0.40cm的抗冲击外层，其中，碳纤维三维织物为采用碳纤维为原料，通过3层层状复合形式组合，中间层为碳纤维静电纺丝层，碳纤维静电纺丝层0.15cm，孔隙率为95%，两侧外层为机织层，机织层的厚度为0.05cm，经线盖覆紧度为36%，纬线盖覆紧度为34%，三层结构通过垂纱贯穿于厚度方向。
23.对比例3一种高抗冲击铝合金材料，所述铝合金材料包括抗冲击外层，梯度过渡层和吸能缓冲结构内层，所述抗击冲外层为铝合金材料和碳纤维三维织物复合而成，所述梯度过渡层为铝合金材料和陶瓷增强无纺布层复合而成，所述吸能缓冲结构内层为多孔泡沫合金层，所述铝合金材料的成分为：fe为0.3%，si为0.5%，mn为0.12%，cu为0.25%，ti为0.03%，zn为0.08%，余量为al；所述高抗冲击铝合金材料的制备方法，包括以下步骤：s1. 多孔泡沫合金层的制备：将铝锭加热融化，然后加入2.2wt%金属钙粉，转速为650r/min下低速搅拌均匀，降温至625℃，加入0.8wt%发泡剂tih2，转速为1100r/min下高速搅拌使之分散均匀，然后保温2min，自然冷却得到多孔泡沫合金层的密度为0.39g/cm3；s2. 梯度过渡层的制备：将厚度为0.25cm，孔隙率为90%的表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜铺设在步骤s1制备的多孔泡沫合金层上，再将铝液浇注在陶瓷无纺布上，得到厚度为0.35cm的梯度过渡层，其中，所述表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜的制备方法为：s11.将异丙醇铝加入90℃的纯水中进行水解，水解后加入浓硝酸，在90℃下陈化10h，得到alooh胶体；s12.将厚度为0.2cm的碳纤维静电纺丝膜加入至胶体溶液中，取出后烘干，然后再500℃下进行煅烧，重复该步骤1次，得到表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜；s3. 抗冲击外层的制备：将厚度为0.25cm的碳纤维三维织物铺设在s2制备的梯度
过渡层上，再将铝液浇注在碳纤维织物上，得到厚度为0.40cm的抗冲击外层，其中，碳纤维维织物为采用碳纤维为原料，通过3层层状复合形式组合，三层均为机织层，且在铺叠过程中相邻的两层之间旋转90
°
进行铺叠，机织层的厚度为0.1cm，经线盖覆紧度为36%，纬线盖覆紧度为34%，三层结构通过垂纱贯穿于厚度方向。
24.将上述实施例和对比例中的铝合金材料制成汽车防撞梁进行性能测试，测试结果见下表：屈服强度mpa抗拉强度mpav型冲击功j（-20℃）实施例140850193实施例240550996实施例341251199实施例4416513101实施例541551598对比例129842256对比例234646280对比例336848585冲击实验按照 gb/t 229—2020，在冲击实验机上进行； 拉伸实验依据 gb/t 228—2010，在拉伸实验机上进行。
25.显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本发明创造的保护范围之中。

技术特征：
1.一种高抗冲击铝合金材料，其特征在于，所述铝合金材料包括抗冲击外层，梯度过渡层和吸能缓冲结构内层，所述抗击冲外层为铝合金材料和碳纤维三维织物复合而成，所述梯度过渡层为铝合金材料和陶瓷增强无纺布层复合而成，所述吸能缓冲结构内层为多孔泡沫合金层。2.根据权利要求1所述的高抗冲击铝合金材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：s1. 多孔泡沫合金层的制备：将铝锭加热融化，然后加入金属钙粉，低速搅拌均匀，降温至620-635℃，加入发泡剂tih2，高速搅拌使之分散均匀，然后保温1-3min，自然冷却得到多孔泡沫合金层的密度为0.35-0.42g/cm3；s2. 梯度过渡层的制备：将厚度为0.2-0.3cm的陶瓷无纺布铺设在步骤s1制备的多孔泡沫合金层上，再将铝液浇注在陶瓷无纺布上，得到厚度为0.3-0.4cm的梯度过渡层；s3. 抗冲击外层的制备：将厚度为0.2-0.3cm的碳纤维三维织物铺设在s2制备的梯度过渡层上，再将铝液浇注在碳纤维三维织物上，得到厚度为0.35-0.5cm的抗冲击外层。3.根据权利要求2所述的高抗冲击铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s1中发泡剂的含量为0.5-0.9wt%，金属钙粉的含量为2-2.5wt%，低速搅拌的转速为500-800r/min，告诉搅拌的转速为900-1200r/min。4.根据权利要求2所述的抗冲击铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s2中陶瓷无纺布为表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜，所述表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜的制备方法为：s11.将异丙醇铝加入85-95℃的纯水中进行水解，水解后加入浓硝酸，在85-95℃下陈化8-12h，得到alooh胶体；s12.将厚度为0.15-0.2cm的碳纤维静电纺丝膜加入至胶体溶液中，取出后烘干，然后再500-550℃下进行煅烧，重复该步骤1-2次，得到表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜。5.根据权利要求4所述的抗冲击铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述表面负载al2o3的碳纤维静电纺丝膜的孔隙率为85-92%。6.根据权利要求2所述的抗冲击铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述步骤s3中碳纤维三维织物为采用碳纤维为原料，通过3层层状复合形式组合，中间层为碳纤维静电纺丝层，两侧外层为机织层，三层结构通过垂纱贯穿于厚度方向。7.根据权利要求6所述的抗冲击铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述机织层的厚度为0.05-0.1cm，碳纤维静电纺丝层0.1-0.2cm。8.根据权利要求7所述的抗冲击铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述碳纤维静电纺丝层的孔隙率为94-96%，所述机织层的的经线盖覆紧度为30-40%，纬线盖覆紧度为30-35%。9.根据权利要求2所述的抗冲击铝合金材料的制备方法，其特征在于：所述铝锭和铝液的成分为：fe为0.25-0.35%，si为0.45-0.6%，mn为0.1-0.15%，cu为0.2-0.3%，ti为0.01-0.05%，zn为0.01-0.15%，余量为al。

技术总结
本发明提供了一种高抗冲击铝合金材料，所述铝合金材料包括抗冲击外层，梯度过渡层和吸能缓冲结构内层，所述抗击冲外层为铝合金材料和碳纤维三维织物复合而成，所述梯度过渡层为铝合金材料和陶瓷增强无纺布层复合而成，所述吸能缓冲结构内层为多孔泡沫合金层。本发明提供一种高抗冲击铝合金材料的制备方法，通过抗冲击外层，梯度过渡层和吸能缓冲结构内层三层结构配合的形式，提高铝合金的抗冲击性能。提高铝合金的抗冲击性能。


技术研发人员：张建乡 刘健 赵良
受保护的技术使用者：苏州创泰合金材料有限公司
技术研发日：2023.04.03
技术公布日：2023/8/9