高性能金属层状复合材料低成本制备及应用

成果拥有单位：哈尔滨工程大学

成果简介：

金属层状复合材料板（箔）材及CPC“三明治”结构电子封装材料、各种夹芯板等复合材料因具有优异的力学、物理和化学性能，在电力电器、冶金设备、石油化工、交通运输、能源工业、微电子工业、航空航天等诸多领域有着广泛的应用。特别是高性能金属间化合物基层状复合材料和夹芯板等轻质材料更是航空航天等领域急需的新材料，但国内目前尚不能生产金属间化合物基层状复合材料。因此，高性能金属层状复合材料的需求和应用空间广阔。

超声波固结和无真空烧结技术是目前国际上金属层状复合材料板（箔）材制造最先进的技术之一。和传统的制备工艺（轧制、爆炸复合成型等）相比，它具有低温、快速、工艺简单、适用性广，可用于制备高性能的层状复合材料板材（箔材），被称为绿色制造技术。但是由于国外对这一高技术的限制，国内至今还不能采用这种先进制造技术来生产高性能层状复合材料。该工艺的技术特点是：

（1）工作温度较低，节省能源，是一种低成本的制造工艺；

（2）不需要对金属箔的表面进行预处理，金属层间结合率达99%，界面结合强度优异；

（3）可以代替传统的工艺技术来制造多种金属层状复合材料体系；

（4）通过起始金属箔的改变，可以很方便地把合金化元素、增强纤维引入到转变后的金属间化合物中，进一步地改善复合材料板材的性能。

（5）可实现连续生产，生产效率高，适合于产业化。

该项目属于高技术新材料领域，已获得多项美国专利。预计投资规模在5000万元左右。

（利用超声波固结和无真空烧结技术制备的典型层状复合材料的金相组织和各类复合材料样品分别见图1和图2）

据报道，仅国内爆炸复合厚板低端产品一项的国内产值大约在40-50亿人民币左右。本项目将联合研发超声波固结成型制造设备，利用先进装备和技术生产高性能金属层状复合材料板（箔）材，将填补我国在相关领域的空白，促进相关产业升级，建立国内高性能复合材料产业，是一项利国利民的绿色环保工程。