一种纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法

摘要

一种纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法，涉及一种铝基复合材料的制备方法。为了解决空心玻璃微珠强度低、以及采用空心玻璃微珠制备的多孔铝基复合材料强度低和吸能效果差的问题。方法：称取空心玻璃微珠、碳化硅增强体、铝金属粉末和铝锭，将碳化硅增强体与空心玻璃微珠混合得到复合粉体，将干燥后的复合粉体与铝金属粉末进行混合得到混合粉体，混合粉体装填到石墨模具中得到预热的预制体；制备熔融的铝金属；最后液态铝浸渗。本发明通过将纳米碳化硅与空心玻璃微珠进行混合，碳化硅增强体可以均匀的覆盖在玻璃微珠表面，二者形成机械结合，提高了空心玻璃微珠的承载能力，使得复合材料具有较高的孔隙率。

权利要求

1.一种纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法，其特征在于：纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法按以下步骤进行：一、称料

按体积分数称取20% 65%的空心玻璃微珠、0.5% 2%碳化硅增强体、0.5% 48%的铝金属~ ~ ~粉末和30% 49%的铝锭；

~

所述碳化硅增强体为碳化硅纳米线或碳化硅晶须；

所述空心玻璃微珠的平均粒径和铝金属粉末的平均粒径相同；

步骤一所述碳化硅纳米线的平均长度为5 20μm，平均直径为20 50nm；所述碳化硅晶须~ ~平均长度为5 10μm，平均直径为50 100nm；

~ ~

步骤一所述空心玻璃微珠的平均粒径和铝金属粉末的平均粒径为20 80μm，空心玻璃~微珠的壁厚与半径比为0.043 0.064；

~

二、混料

将步骤一称取的碳化硅增强体与空心玻璃微珠在溶液中混合并进行磁力搅拌，或者将碳化硅增强体与空心玻璃微珠混合进行低速球磨，得到复合粉体，然后将复合粉体干燥，将干燥后的复合粉体与铝金属粉末进行混合，得到混合粉体；

所述溶液为酒精或水，磁力搅拌时搅拌速度为250rmp 500rpm，搅拌时间为6h 24h；

~ ~

所述溶液的体积与碳化硅增强体和空心玻璃微珠的总质量的比为100mL：（1‑10）g；

所述低速球磨工艺为：球料比为5 10:1，转速为100rpm 200rpm，时间为2h 6h；

~ ~ ~

三、预热：将步骤二得到的混合粉体装填到石墨模具中并振实，然后将模具移至加热炉中，将加热炉的温度从室温升温至550℃ 650℃并保温，得到预热的预制体；在保护气氛下，~将步骤一称取的铝锭加热至熔点以上50 400℃，得到熔融的铝金属；

~

四、液态铝浸渗：将步骤三中得到的预热的预制体置于压力机台面上，将步骤三得到的熔融的铝金属倒入模具内的预制体上面，通过压力机施加压力进行浸渗，使熔融的铝金属浸渗到预制体的间隙中；浸渗后以15℃/min 45℃/min的速度进行冷却，冷却后脱模，得到~铸锭，即完成。

2.根据权利要求1所述的纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤一所述铝金属粉末和铝锭的材质相同。

3.根据权利要求1所述的纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤一所述铝金属粉末和铝锭的材质为纯铝或铝合金，铝合金为Al‑Si合金、Al‑Cu合金、Al‑Mg合金、Al‑Si‑Cu合金、Al‑Si‑Mg合金、Al‑Cu‑Mg合金、Al‑Zn‑Cu合金、Al‑Zn‑Mg‑Cu合金、Al‑Be合金、Al‑Li合金、Al‑Si‑Cu‑Mg合金中的一种或其中几种的组合；所述Al‑Si合金中Si的质量分数为0.5% 25%；所述Al‑Cu合金中Cu的质量分数为0.5%~ ~

53%；所述Al‑Mg合金中Mg的质量分数为0.5% 38%；Al‑Si‑Cu合金中Si的质量分数为0.5%~ ~

25%，Cu的质量分数为0.5% 53%；Al‑Si‑Mg合金中Si的质量分数为0.5% 25%，Mg的质量分数~ ~为0.5% 38%；Al‑Cu‑Mg合金中Cu的质量分数为0.5% 53%，Mg的质量分数为0.5% 38%；Al‑Zn‑~ ~ ~Cu合金中Zn的质量分数为0.5% 55%，Cu的质量分数为0.5% 53%；Al‑Zn‑Mg‑Cu合金中Zn的质~ ~量分数为0.5% 55%，Mg的质量分数为0.5% 38%，Cu的质量分数为0.5% 53%；Al‑Be合金中Be~ ~ ~的质量分数为0.5% 20%；Al‑Li合金中Li的质量分数为0.5% 35%；Al‑Si‑Cu‑Mg合金Si的质~ ~量分数为0.5% 25%，Cu的质量分数为0.5% 53%，Mg的质量分数为0.5% 38%。

~ ~ ~

4.根据权利要求1所述的纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤二所述干燥温度为70℃ 120℃，干燥时间为12h 36h。

~ ~

5.根据权利要求1所述的纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤三所述保护气氛为氮气、氩气或氦气。

6.根据权利要求1所述的纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤三所述保护气氛的压力为0.1MPa 10MPa。

~

7.根据权利要求1所述的纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤三所述保温时间为2h 8h。

~

8.根据权利要求1所述的纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤四所述通过压力机施加的压力为5MPa 25MPa。

~

说明书

一种纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料

的制备方法

技术领域：

[0001] 本发明涉及一种铝基复合材料的制备方法背景技术：

[0002] 泡沫金属是一类含大量孔隙结构的金属材料，具有较大的孔隙率、比表面积、比强度、比刚度以及良好的吸能、减振降噪、隔热及屏蔽辐射等特性，在航空航天、石油化工、核能、建筑、汽车等行业具有巨大的应用前景。

[0003] 泡沫铝作为泡沫金属的代表，是近年来具有广阔研究空间的一种新型多孔金属材料。泡沫铝轻质，高比强度，能在几乎不变的平台应力下持续变化而吸收能量，但由于泡沫铝强度、刚度不高，通常的研究方向是作为夹芯结构应用在具有抗冲击和吸声需求的各行业中。泡沫铝存在制备工艺相对复杂，成本难以控制，力学性能较低等问题。为了解决这一问题，研究学者以空心微珠作为“孔”成功制备得到铝基多孔复合材料，其力学性能较泡沫铝有了较大的提升。空心微珠作为填充物最早应用在高分子材料中，大量研究表明在橡塑材料中加入经过表面改性的空心微珠，可降低基体的密度，提高基体的刚度和强度，改善材料的尺寸稳定性和绝缘性，降低材料成本。与空心微珠增强环氧树脂多孔材料相比，空心微珠增强铝基复合材料的研究起步较晚，主要受限与空心玻璃微珠的壁厚较薄，因此制备工艺要求较高。空心玻璃微珠本身的强度不高，在制备过程中容易破碎，导致复合材料的性能损失。发明内容：

[0004] 本发明为了解决空心玻璃微珠强度低、以及采用空心玻璃微珠制备的多孔铝基复合材料强度低和吸能效果差的问题，提出了一种纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法。

[0005] 本发明纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法按以下步骤进行：

[0006] 一、称料

[0007] 按体积分数称取20％～65％的空心玻璃微珠、0.5％～2％碳化硅增强体、0.5％～48％的铝金属粉末和30％～49％的铝锭；

[0008] 所述碳化硅增强体为碳化硅纳米线或碳化硅晶须；

[0009] 所述碳化硅纳米线的平均长度为5～20μm，平均直径为20～50nm；所述碳化硅晶须平均长度为5～10μm，平均直径为50～100nm；

[0010] 所述空心玻璃微珠的平均粒径和铝金属粉末的平均粒径相同；

[0011] 所述空心玻璃微珠的平均粒径和铝金属粉末的平均粒径为20～80μm，空心玻璃微珠的壁厚与半径比为0.043～0.064；

[0012] 所述铝金属粉末和铝锭的材质相同；

[0013] 所述铝金属粉末和铝锭的材质为纯铝或铝合金，铝合金为Al‑Si合金、Al‑Cu合金、Al‑Mg合金、Al‑Si‑Cu合金、Al‑Si‑Mg合金、Al‑Cu‑Mg合金、Al‑Zn‑Cu合金、Al‑Zn‑Mg‑Cu合金、Al‑Be合金、Al‑Li合金、Al‑Si‑Cu‑Mg合金中的一种或其中几种的组合；所述Al‑Si合金中Si的质量分数为0.5％～25％；所述Al‑Cu合金中Cu的质量分数为0.5％～53％；所述Al‑Mg合金中Mg的质量分数为0.5％～38％；Al‑Si‑Cu合金中Si的质量分数为0.5％～25％，Cu的质量分数为0.5％～53％；Al‑Si‑Mg合金中Si的质量分数为0.5％～25％，Mg的质量分数为0.5％～38％；Al‑Cu‑Mg合金中Cu的质量分数为0.5％～53％，Mg的质量分数为0.5％～38％；Al‑Zn‑Cu合金中Zn的质量分数为0.5％～55％，Cu的质量分数为0.5％～53％；Al‑Zn‑Mg‑Cu合金中Zn的质量分数为0.5％～55％，Mg的质量分数为0.5％～38％，Cu的质量分数为
0.5％～53％；Al‑Be合金中Be的质量分数为0.5％～20％；Al‑Li合金中Li的质量分数为
0.5％～35％；Al‑Si‑Cu‑Mg合金Si的质量分数为0.5％～25％，Cu的质量分数为0.5％～
53％，Mg的质量分数为0.5％～38％；

[0014] 二、混料

[0015] 将步骤一称取的碳化硅增强体与空心玻璃微珠在溶液中混合并进行磁力搅拌，或者将碳化硅增强体与空心玻璃微珠混合进行低速球磨，得到复合粉体，然后将复合粉体干燥，将干燥后的复合粉体与铝金属粉末进行混合，得到混合粉体；在溶液中混合进行磁力搅拌或混合进行低速球磨能够使碳化硅增强体均匀的分布在空心玻璃微珠表面；

[0016] 所述溶液为酒精或水，磁力搅拌时搅拌速度为250rmp～500rpm，搅拌时间为6h～24h；

[0017] 所述溶液的体积与碳化硅增强体和空心玻璃微珠的总质量的比为100mL：(1‑10)g；

[0018] 所述低速球磨工艺为：球料比为5～10:1，转速为100rpm～200rpm，时间为2h～6h；

[0019] 所述干燥温度为70℃～120℃，干燥时间为12h～36h；

[0020] 三、预热：将步骤二得到的混合粉体装填到石墨模具中并振实，然后将模具移至加热炉中，将加热炉的温度从室温升温至550℃～650℃并保温，得到预热的预制体；在保护气氛下，将步骤一称取的铝锭加热至熔点以上50～400℃，得到熔融的铝金属；由于熔融温度较高，液压态铝的流动性较好，与空心玻璃微珠和碳化硅纳米线或晶须的润湿性能也得到改善，有利于后期复合材料制备；

[0021] 所述保护气氛为氮气、氩气或氦气，所述保护气体的压力为0.1MPa～10MPa；

[0022] 所述保温时间为2h～8h；

[0023] 四、液态铝浸渗：将步骤三中得到的预热的预制体置于压力机台面上，将步骤三得到的熔融的铝金属倒入模具内的预制体上面，通过压力机施加压力进行浸渗，使熔融的铝金属浸渗到预制体的间隙中；浸渗后以15℃/min～45℃/min的速度进行冷却，冷却后脱模，得到铸锭，即完成；

[0024] 所述通过压力机施加的压力为5MPa～25MPa；控制压力可以充分浸渗到空心玻璃微珠的微米间隙，同时不破坏空心玻璃微珠的空心结构。

[0025] 本发明原理及有益效果为：

[0026] 1、本发明是以空心玻璃微珠作为多孔材料的孔，空心玻璃微珠接近正球形，纯度较高，杂质少，孔壁完整缺陷少，因此制备的多孔复合材料具有较高的孔隙率，同时利用压力浸渗技术控制压力克服由于空心玻璃微珠壁薄导致的制备困难的问题，制备出高孔隙率的轻质多孔复合材料。

[0027] 2、本发明通过将纳米碳化硅与空心玻璃微珠进行混合，碳化硅增强体可以均匀的覆盖在玻璃微珠表面，二者形成机械结合，在受力时，碳化硅首先承受载荷，碳化硅的强度远高于空心玻璃微珠，显著的提高了空心玻璃微珠的承载能力，可以减少制备过程中空心玻璃微珠的破坏数量，使得复合材料具有较高的孔隙率，同时在复合材料中覆盖在玻璃位置表面的纳米碳化硅可以承担更多的压力,从而延缓空心玻璃微珠的破坏，提升复合材料的强度和吸能能力。同时少量的纳米碳化硅的加入不会显著的改变复合材料的密度，因此3
复合材料的比吸能能力显著提高。峰值应力最高达到128.5MPa，吸能能力为59.0MJ/m ，比吸能为44.0J/g。

[0028] 3、本发明提供了一种低成本的制备多孔铝基复合材料的方法，工艺方法简单、易操作、可用于制备大尺寸材料、复合材料性能优异，易于实现产业化及应用。附图说明：

[0029] 图1为实施例1得到的纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的组织照片；

[0030] 图2为多孔铝基复合材料的准静态压缩性能对比图；图中曲线a为实施例1得到的纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料，b为对比例得到的玻璃微珠/Al复合材料。

具体实施方式

[0031] 本发明技术方案不局限于以下所列举具体实施方式，还包括各具体实施方式间的任意合理组合。

[0032] 具体实施方式一：本实施方式纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法按以下步骤进行：

[0033] 一、称料

[0034] 按体积分数称取20％～65％的空心玻璃微珠、0.5％～2％碳化硅增强体、0.5％～48％的铝金属粉末和30％～49％的铝锭；

[0035] 所述碳化硅增强体为碳化硅纳米线或碳化硅晶须；

[0036] 所述空心玻璃微珠的平均粒径和铝金属粉末的平均粒径相同；

[0037] 二、混料

[0038] 将步骤一称取的碳化硅增强体与空心玻璃微珠在溶液中混合并进行磁力搅拌，或者将碳化硅增强体与空心玻璃微珠混合进行低速球磨，得到复合粉体，然后将复合粉体干燥，将干燥后的复合粉体与铝金属粉末进行混合，得到混合粉体；在溶液中混合进行磁力搅拌或混合进行低速球磨能够使碳化硅增强体均匀的分布在空心玻璃微珠表面；

[0039] 所述溶液为酒精或水，磁力搅拌时搅拌速度为250rmp～500rpm，搅拌时间为6h～24h；

[0040] 所述溶液的体积与碳化硅增强体和空心玻璃微珠的总质量的比为100mL：(1‑10)g；

[0041] 所述低速球磨工艺为：球料比为5～10:1，转速为100rpm～200rpm，时间为2h～6h；

[0042] 三、预热：将步骤二得到的混合粉体装填到石墨模具中并振实，然后将模具移至加热炉中，将加热炉的温度从室温升温至550℃～650℃并保温，得到预热的预制体；在保护气氛下，将步骤一称取的铝锭加热至熔点以上50～400℃，得到熔融的铝金属；由于熔融温度较高，液压态铝的流动性较好，与空心玻璃微珠和碳化硅纳米线或晶须的润湿性能也得到改善，有利于后期复合材料制备；

[0043] 四、液态铝浸渗：将步骤三中得到的预热的预制体置于压力机台面上，将步骤三得到的熔融的铝金属倒入模具内的预制体上面，通过压力机施加压力进行浸渗，使熔融的铝金属浸渗到预制体的间隙中；浸渗后以15℃/min～45℃/min的速度进行冷却，冷却后脱模，得到铸锭，即完成。

[0044] 本实施方式具备以下有益效果：

[0045] 1、本实施方式是以空心玻璃微珠作为多孔材料的孔，空心玻璃微珠接近正球形，纯度较高，杂质少，孔壁完整缺陷少，因此制备的多孔复合材料具有较高的孔隙率，同时利用压力浸渗技术控制压力克服由于空心玻璃微珠壁薄导致的制备困难的问题，制备出高孔隙率的轻质多孔复合材料。

[0046] 2、本实施方式通过将纳米碳化硅与空心玻璃微珠进行混合，碳化硅增强体可以均匀的覆盖在玻璃微珠表面，二者形成机械结合，在受力时，碳化硅首先承受载荷，碳化硅的强度远高于空心玻璃微珠，显著的提高了空心玻璃微珠的承载能力，可以减少制备过程中空心玻璃微珠的破坏数量，使得复合材料具有较高的孔隙率，同时在复合材料中覆盖在玻璃位置表面的纳米碳化硅可以承担更多的压力,从而延缓空心玻璃微珠的破坏，提升复合材料的强度和吸能能力。同时少量的纳米碳化硅的加入不会显著的改变复合材料的密度，因此复合材料的比吸能能力显著提高。峰值应力最高达到128.5MPa，吸能能力为59.0MJ/3
m，比吸能为44.0J/g。

[0047] 3、本实施方式提供了一种低成本的制备多孔铝基复合材料的方法，工艺方法简单、易操作、可用于制备大尺寸材料、复合材料性能优异，易于实现产业化及应用。

[0048] 具体实施方式二：本实施方式与具体实施方式一不同的是：步骤一所述碳化硅纳米线的平均长度为5～20μm，平均直径为20～50nm；所述碳化硅晶须平均长度为5～10μm，平均直径为50～100nm。

[0049] 具体实施方式三：本实施方式与具体实施方式一或二不同的是：步骤一所述空心玻璃微珠的平均粒径和铝金属粉末的平均粒径为20～80μm，空心玻璃微珠的壁厚与半径比为0.043～0.064。

[0050] 具体实施方式四：本实施方式与具体实施方式一至三之一不同的是：步骤一所述铝金属粉末和铝锭的材质相同。

[0051] 具体实施方式五：本实施方式与具体实施方式一至四之一不同的是：步骤一所述铝金属粉末和铝锭的材质为纯铝或铝合金，铝合金为Al‑Si合金、Al‑Cu合金、Al‑Mg合金、Al‑Si‑Cu合金、Al‑Si‑Mg合金、Al‑Cu‑Mg合金、Al‑Zn‑Cu合金、Al‑Zn‑Mg‑Cu合金、Al‑Be合金、Al‑Li合金、Al‑Si‑Cu‑Mg合金中的一种或其中几种的组合；所述Al‑Si合金中Si的质量分数为0.5％～25％；所述Al‑Cu合金中Cu的质量分数为0.5％～53％；所述Al‑Mg合金中Mg的质量分数为0.5％～38％；Al‑Si‑Cu合金中Si的质量分数为0.5％～25％，Cu的质量分数为0.5％～53％；Al‑Si‑Mg合金中Si的质量分数为0.5％～25％，Mg的质量分数为0.5％～38％；Al‑Cu‑Mg合金中Cu的质量分数为0.5％～53％，Mg的质量分数为0.5％～38％；Al‑Zn‑Cu合金中Zn的质量分数为0.5％～55％，Cu的质量分数为0.5％～53％；Al‑Zn‑Mg‑Cu合金中Zn的质量分数为0.5％～55％，Mg的质量分数为0.5％～38％，Cu的质量分数为0.5％～
53％；Al‑Be合金中Be的质量分数为0.5％～20％；Al‑Li合金中Li的质量分数为0.5％～
35％；Al‑Si‑Cu‑Mg合金Si的质量分数为0.5％～25％，Cu的质量分数为0.5％～53％，Mg的质量分数为0.5％～38％。

[0052] 具体实施方式六：本实施方式与具体实施方式一至五之一不同的是：步骤二所述干燥温度为70℃～120℃，干燥时间为12h～36h。

[0053] 具体实施方式七：本实施方式与具体实施方式一至六之一不同的是：步骤三所述保护气氛为氮气、氩气或氦气。

[0054] 具体实施方式八：本实施方式与具体实施方式一至七之一不同的是：步骤三所述保护气体的压力为0.1MPa～10MPa。

[0055] 具体实施方式九：本实施方式与具体实施方式一至八之一不同的是：步骤三所述保温时间为2h～8h。

[0056] 具体实施方式十：本实施方式与具体实施方式一至九之一不同的是：步骤四所述通过压力机施加的压力为5MPa～25MPa。控制压力可以充分浸渗到空心玻璃微珠的微米间隙，同时不破坏空心玻璃微珠的空心结构。

[0057] 采用以下实施例验证本发明的有益效果：

[0058] 实施例1：

[0059] 本实施例纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法按以下步骤进行：

[0060] 一、称料

[0061] 按体积分数称取60％的空心玻璃微珠、1％碳化硅增强体、2％的铝金属粉末和37％的铝锭；

[0062] 所述碳化硅增强体为碳化硅纳米线；

[0063] 所述碳化硅增强体的平均长度为10μm，平均直径为30nm；

[0064] 所述空心玻璃微珠的平均粒径和铝金属粉末的平均粒径相同；

[0065] 所述空心玻璃微珠的平均粒径和铝金属粉末的平均粒径为40μm，空心玻璃微珠的壁厚与半径比为0.064；

[0066] 所述铝金属粉末和铝锭的材质相同；铝金属粉末和铝锭的材质为纯铝；

[0067] 二、混料

[0068] 将步骤一称取的碳化硅增强体与空心玻璃微珠在溶液中混合并进行磁力搅拌，得到复合粉体，然后将复合粉体干燥，将干燥后的复合粉体与铝金属粉末进行混合，得到混合粉体；

[0069] 所述溶液为水，磁力搅拌时搅拌速度为250rpm，搅拌时间为6h；

[0070] 所述溶液的体积与碳化硅增强体和空心玻璃微珠的总质量的比为100ml：10g；

[0071] 所述干燥温度为80℃，干燥时间为15h；

[0072] 三、预热：将步骤二得到的混合粉体装填到石墨模具中并振实，然后将模具移至加热炉中，将加热炉的温度从室温升温至600℃并保温，得到预热的预制体；在保护气氛下，将步骤一称取的铝锭加热至800℃，得到熔融的铝金属；

[0073] 所述保护气氛为氮气，压力为0.1MPa；

[0074] 所述保温时间为3h；

[0075] 四、液态铝浸渗：将步骤三中得到的预热的预制体置于压力机台面上，将步骤三得到的熔融的铝金属倒入模具内的预制体上面，通过压力机施加压力进行浸渗，使熔融的铝金属浸渗到预制体的间隙中；浸渗后以25℃/min的速度进行冷却，冷却后脱模，得到铸锭，即完成；

[0076] 所述通过压力机施加的压力为10MPa。

[0077] 对比例1：本对比例与实施例1不同的是：步骤一按体积分数称取63％的空心玻璃微珠和37％的铝锭，其他工艺参数与实施例1相同，对比例得到的是玻璃微珠/Al复合材料。

[0078] 图1为实施例1得到的纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的组织照片，从图1可以看到空心玻璃微珠在基体中分布均匀，大部分空心玻璃微珠保持完整没有破碎。

[0079] 图2为多孔铝基复合材料的准静态压缩性能对比图；图中曲线a为实施例1得到的纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料，b为玻璃微珠/Al复合材料；

[0080] 经检测，实施例1制备的多孔铝基复合材料的密度为1.34g/m3，峰值应力为3
127.6MPa，吸能能力为59.0MJ/m ，比吸能为44.0J/g，实施例1与对比例1相比，吸能能力提高了47.7％。

[0081] 实施例2：

[0082] 本实施例纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法按以下步骤进行：

[0083] 一、称料

[0084] 按体积分数称取60％的空心玻璃微珠、0.5％碳化硅增强体、5％的铝金属粉末和34.5％的铝锭；

[0085] 所述碳化硅增强体为碳化硅纳米线；

[0086] 所述碳化硅增强体的平均长度为20μm，平均直径为30nm；

[0087] 所述空心玻璃微珠的平均粒径和铝金属粉末的平均粒径相同；

[0088] 所述空心玻璃微珠的平均粒径和铝金属粉末的平均粒径为40μm，空心玻璃微珠的壁厚与半径比为0.064；

[0089] 所述铝金属粉末和铝锭的材质相同；铝金属粉末和铝锭的材质为纯铝；

[0090] 二、混料

[0091] 将碳化硅增强体与空心玻璃微珠混合进行低速球磨，得到复合粉体，然后将复合粉体干燥，将干燥后的复合粉体与铝金属粉末进行混合，得到混合粉体；

[0092] 所述低速球磨工艺为：球料比为10:1，转速为100rpm，时间为2h；

[0093] 所述干燥温度为100℃，干燥时间为24h；

[0094] 三、预热：将步骤二得到的混合粉体装填到石墨模具中并振实，然后将模具移至加热炉中，将加热炉的温度从室温升温至620℃并保温，得到预热的预制体；在保护气氛下，将步骤一称取的铝锭加热至780℃，得到熔融的铝金属；

[0095] 所述保护气氛为氮气，压力为1MPa；

[0096] 所述保温时间为6h；

[0097] 四、液态铝浸渗：将步骤三中得到的预热的预制体置于压力机台面上，将步骤三得到的熔融的铝金属倒入模具内的预制体上面，通过压力机施加压力进行浸渗，使熔融的铝金属浸渗到预制体的间隙中；浸渗后以20℃/min的速度进行冷却，冷却后脱模，得到铸锭，即完成；

[0098] 所述通过压力机施加的压力为15MPa。

[0099] 经检测，实施例2制备的多孔铝基复合材料的密度为1.58g/m3，峰值应力为3
128.5MPa，吸能能力为60.7MJ/m，比吸能为38.4J/g。

[0100] 实施例3：

[0101] 本实施例纳米碳化硅和空心玻璃微珠混合增强多孔铝基复合材料的制备方法按以下步骤进行：

[0102] 一、称料

[0103] 按体积分数称取65％的空心玻璃微珠、1％碳化硅增强体、1％的铝金属粉末和33％的铝锭；

[0104] 所述碳化硅增强体为碳化硅晶须；

[0105] 所述碳化硅增强体的平均长度为15μm，平均直径为60nm；

[0106] 所述空心玻璃微珠的平均粒径和铝金属粉末的平均粒径相同；

[0107] 所述空心玻璃微珠的平均粒径和铝金属粉末的平均粒径为40μm，空心玻璃微珠的壁厚与半径比为0.064；

[0108] 所述铝金属粉末和铝锭的材质相同；铝金属粉末和铝锭的材质为纯铝；

[0109] 二、混料

[0110] 将碳化硅增强体与空心玻璃微珠混合进行低速球磨，得到复合粉体，然后将复合粉体干燥，将干燥后的复合粉体与铝金属粉末进行混合，得到混合粉体；

[0111] 所述低速球磨工艺为：球料比为5:1，转速为200rpm，时间为2h；

[0112] 所述干燥温度为120℃，干燥时间为12h；

[0113] 三、预热：将步骤二得到的混合粉体装填到石墨模具中并振实，然后将模具移至加热炉中，将加热炉的温度从室温升温至640℃并保温，得到预热的预制体；在保护气氛下，将步骤一称取的铝锭加热至900℃，得到熔融的铝金属；

[0114] 所述保护气氛为氮气，压力为5MPa；

[0115] 所述保温时间为8h；

[0116] 四、液态铝浸渗：将步骤三中得到的预热的预制体置于压力机台面上，将步骤三得到的熔融的铝金属倒入模具内的预制体上面，通过压力机施加压力进行浸渗，使熔融的铝金属浸渗到预制体的间隙中；浸渗后以20℃/min的速度进行冷却，冷却后脱模，得到铸锭，即完成；

[0117] 所述通过压力机施加的压力为5MPa。

[0118] 经检测，实施例3制备的多孔铝基复合材料的密度为1.24g/m3，峰值应力为3
30.6MPa，吸能能力为14.5MJ/m，比吸能为11.7J/g。