碳铝复合吸波材料三级乳化机
所谓吸波材料,指能吸收或者大幅减弱投射到它表面的振动波能量的一类材料。常用吸波材料种类很多,包括可吸收电磁波的石墨、铁氧体、碳化硅、导电聚合物,和可吸收机械波的有机纤维材料、无机纤维材料、泡沫材料和吸波建筑材料等。但上述声波吸波材料对强噪声的消声效果差,而且使用寿命较短,易变形,安全性差,上述电磁波吸波材料的吸波效果密度大,高温特性差等问题。目前仍未能得到一种综合性能**,且对电磁波和声波均有较高的吸收率的吸波材料。
为解决现有技术的存在的技术问题,本发明提出一种碳铝复合吸波材料及其制备方法。为实现上述碳铝复合吸波材料方案,本发明提供了一种碳铝复合吸波材料的制备方法,具体包括以下步骤：
方案采用碳纳米管与铝合金为主要原料。其中,碳纳米管的添加,一方面在熔炼过程中增加了熔体粘度,使熔炼过程无需添加增粘剂,另一方面可以明显提高铝合金的比强度,尤其碳纳米管表面的化学镀金属层,可改善碳纳米管与铝合金的相容性和结合强度,进一步提高铝合金基体的强度,在相同应用条件下,材料强度的提高可以提供更高的孔隙率,进而增大声波在材料内部传输距离。同时,分布在铝合金表面的碳纳米管具有纳米级开放的孔隙结构,使多孔铝合金材料具备更高的孔隙表面积。以上两方面共同作用,使声波在材料内部传播的过程更长,从而将更多的振动能转变为热能并被不断消耗,从而得到更佳的吸波效果。
同时,本发明提供的碳铝复合吸波材料在多孔铝合金基体中引入了碳纳米管。碳纳米管*的比表面积和高比例表面原子,容易造成入射波的多重散射；大量的晶体缺陷和悬挂键使碳纳米管中形成固有电矩,在磁场中容易形成取向极化,增加材料的介电损耗。量子尺寸效应使电子的能级**,分散后的能级间隔处为微波的吸收提供了新的通道。由于小尺寸效应、表面效应、量子尺寸效应和宏观量子隧道效应的共同作用,使碳纳米管表现出**的的吸波性能,引入碳纳米管的多孔铝合金基体也被赋予优异的吸波性能。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明进行更详细地说明。
实施例1
将2024铝合金8kg装入清理干净的感应炉内,在氩气保护条件下,加热至710℃,待冷料全部熔化后,扒出净熔体表面的浮渣。将炉温降至700℃,通入0.2%～0.4%六氯乙烷精炼剂进行炉内精炼。精炼完成后,扒净熔体表面浮渣。
对上述铝合金熔体进行机械搅拌,搅拌速度为200rpm。采用喷粉的方式,以氩气为载体,将2kg制备的表面化学镀镍磷合金的碳纳米管(碳含量50wt.%)均匀送入熔体内部。
待加料完成且化学镀碳纳米管*浸润后,对熔体进行以超声分散,并按顺序以1000rpm搅拌20min,以600rpm搅拌10min,以1000rpm搅拌20min,以600rpm搅拌10min,通过机械搅拌配合超声处理,使碳纳米管均匀分散在铝合金熔体中,此时随着碳纳米管的加入和分散,熔体粘度逐渐升高。然后提高搅拌速度至1500rpm,采用喷粉的方式将100g氢化钛发泡剂(经300℃预热2h)迅速分散在熔体中发泡,搅拌均匀后移出搅拌器,待铸块随炉自然冷却凝固后,取出铸块经机械加工,即得到碳铝复合吸波材料。
经检测实施例1制备得到的吸波材料孔隙率约91%,取直径5cm,厚3cm的样品做吸波性能测试,对200Hz的低频噪音的吸波系数约0.6。
对照例
将2024铝合金8kg装入清理干净的感应炉内,在氩气保护条件下,加热至710℃,待冷料全部熔化后,扒出净熔体表面的浮渣。将炉温降至700℃,通入0.2%～0.4%六氯乙烷精炼剂进行炉内精炼。精炼完成后,扒净熔体表面浮渣。
对上述铝合金熔体进行机械搅拌,搅拌速度为200rpm,同时向熔体中加入单质Ca,加料完成后对熔体进行以超声分散,并按顺序以1000rpm搅拌20min,以600rpm搅拌10min,以1000rpm搅拌20min,以600rpm搅拌10min,通过机械搅拌配合超声处理,使CaAl2和CaAl4充分分散在铝熔体中。然后增大搅拌速度至1500rpm,采用喷粉的方式将100g氢化钛发泡剂(经300℃预热2h)迅速分散在熔体中发泡,搅拌均匀后移出搅拌器,待铸块随炉自然冷却凝固后,取出铸块经机械加工,即得到泡沫铝材料。
一种碳铝复合吸波材料的制备方法,具体包括以下步骤： (1) 通过表面化学镀处理,使碳纳米管表面包覆金属单质或合金,得到化学镀碳纳米 管； (2) 采用喷粉的方式将步骤(1)得到的表面包覆金属单质或合金的化学镀碳纳米管加 入到熔融的铝合金中,搅拌分散,使化学镀碳纳米管均匀分散在铝合金熔体中； (3) 向步骤(2)得到的铝合金熔体中加入发泡剂,搅拌使发泡剂均匀分布,然后迅速浇 注在准备好的模具中,自然冷却后即得到碳纳米管复合的泡沫铝吸波材料； (4) 对上述碳纳米管复合的泡沫铝吸波材料进行表面陶瓷化处理,即得到碳铝复合吸波材料。
GRS20002000
系列三级乳化机
三级高剪切乳化机器,主要用于微乳液及超细悬乳液的生产。由于工作腔体内三组分散头(定子+转子)同时工作,乳液经过高剪切后,液滴更细腻,粒径分布更窄,因而生成的混合液稳定性更好。三组分散头均易于更换,适合不同工艺应用。该系列中不同型号的机器都有相同的线速度和剪切率,非常易于扩大规模化生产。也符合CIP/SIP清洁标准,适合食品及医药生产。
高的转速和剪切率对于获得超细为悬浮乳液是重要的。根据一些行业特殊要求,其剪切速率可以超过15000rpm,转子速度可以达到44m/s。在该速度范围内,由剪切力所造成的湍流结合专门研制的电机可以使粒径范围小到纳米级。剪切力更强,乳液的粒径分布更窄。
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