權(quán)利要求書： 1.具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于，具體包括以下步驟：步驟1：陶瓷空心球分級(jí)鍍銅

取陶瓷空心球，按不同目數(shù)篩分，獲得大球、中球與小球三級(jí)分級(jí)陶瓷空心球，表面進(jìn)行化學(xué)鍍銅，獲得鍍銅后分級(jí)陶瓷空心球，所述的陶瓷空心球?yàn)锳l2O3空心球、漂珠或SiC空心球；

步驟2：梯度填充

將鍍銅后分級(jí)陶瓷空心球梯度填充至模具腔內(nèi)，形成梯度層，梯度層上方鋪設(shè)一層鐵絲網(wǎng)，其中，所述的梯度填充方式為軸向梯度填充，溫度梯度填充或徑向梯度填充，當(dāng)為軸向梯度填充方式時(shí)，具體填充方式為：依照小球、中球、大球的順序，由下向上逐層鋪設(shè)，形成梯度層，其中：所述的小球鋪設(shè)形成小孔區(qū)，所述的中球鋪設(shè)形成中孔區(qū)，所述的大球鋪設(shè)形成大孔區(qū)；相鄰層間的厚度梯度差≤相鄰孔區(qū)厚度的25%，所述的小孔區(qū)、中孔區(qū)與大孔區(qū)單區(qū)厚度為20?100mm，梯度層直徑為梯度層總厚度的1.3 2.5倍；

~

當(dāng)為溫度梯度填充方式時(shí)，所述的陶瓷空心球?yàn)榈攘浇?jīng)梯度預(yù)熱后填充，所述的預(yù)熱溫度為450 750℃，具體填充方式為：~

依照低溫球、中溫球、高溫球的順序，由下向上逐層鋪設(shè)，所述的低溫球鋪設(shè)形成低溫區(qū)，所述的中溫球鋪設(shè)形成中溫區(qū)，所述的高溫球鋪設(shè)形成高溫區(qū)，形成梯度層；相鄰層間的溫度梯度差為50 100℃，相鄰層間的厚度梯度差≤相鄰孔區(qū)厚度的25%，所述的低溫區(qū)、~中溫區(qū)與高溫區(qū)單區(qū)厚度為20?100mm，所述的梯度層總厚度為60mm 300mm，梯度層直徑為~梯度層總厚度的1.3 2.5倍；

~

當(dāng)為徑向梯度填充方式時(shí)，具體填充方式為：依照大球、中球、小球的順序，由內(nèi)向外呈圓形狀均勻貼合鋪設(shè)，依次形成大孔圓形區(qū)、中孔環(huán)形區(qū)和小孔環(huán)形區(qū)，整體形成梯度層，其中，所述的大孔圓形區(qū)半徑為n，所述的中孔環(huán)形區(qū)和小孔環(huán)形區(qū)寬度均為n，所述的n=10 30mm，所述的大球、中球、小球?yàn)榈群穸蠕佋O(shè)，~所述的梯度層總直徑為60mm 180mm，總厚度為最外層小孔區(qū)環(huán)形區(qū)外徑的1.5 2.5倍；

~ ~

步驟3：鋁基體熔化

將鋁基體加熱至完全熔化后，繼續(xù)保溫，保證鋁液達(dá)到熱平衡狀態(tài)；

步驟4：鑄造過程

(1)開啟真空系統(tǒng)，通過緩沖罐調(diào)節(jié)真空壓后，關(guān)閉緩沖罐閥門，真空度為0.01~

0.08MPa；

(2)將鋁液澆鑄到模具后，立即密封，通入惰性氣體加壓，惰性氣體壓力0.1 1MPa，同時(shí)~打開緩沖罐閥門，使鋁液滲透流經(jīng)鍍銅后的梯度層間隙，完成鑄造過程，滲透時(shí)間為6s~

3min；

步驟5：冷卻

室溫冷卻，制得具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料，開孔孔隙率為50%~

60%；所述的多孔材料在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力在15 197MPa之間。

~

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟1中，化學(xué)鍍銅工藝如下：(1)將陶瓷空心球浮選后，在60 80℃條件下，用體積分?jǐn)?shù)6 15%的NaOH溶液進(jìn)堿洗；

~ ~

(2)用70 95g/L的過硫酸鈉或硫代硫酸鈉溶液對(duì)陶瓷空心球表面進(jìn)行粗化處理3~ ~

10min；

(3)將粗化后的陶瓷空心球放入鍍液中，在30 40℃的條件下攪拌1 3h，完成化學(xué)鍍銅，~ ~其中，所述的鍍液包括組分及質(zhì)量百分含量為CuSO4?5H2O9.8g/L，EDTA19.6g/L、KNaC4H4O6?4H2O28g/L，甲醛0.4~0.6g/L；在鍍銅過程中，用NaOH溶液調(diào)節(jié)鍍液pH，使溶液pH維持在10 12；

~

(4)將鍍好的陶瓷空心球用去離子水清洗，直至去離子水中不在出現(xiàn)藍(lán)色為止；

(5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4 6h，獲得鍍銅后陶瓷空心球。

~

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟1中：當(dāng)陶瓷空心球?yàn)锳l2O3空心球時(shí)，大球粒徑為3~5mm，中球粒徑為2~3mm，小球粒徑為0.2~

1mm，壁厚為35 40um；

~

當(dāng)陶瓷空心球?yàn)槠闀r(shí)，大球粒徑為300 400um，中球粒徑為150 200um，小球粒徑為75~ ~

100um；

~

當(dāng)陶瓷空心球?yàn)镾iC空心球時(shí)，大球?yàn)榱?00 400um，中球粒徑為150 200um，小球粒~ ~徑為75 100um。

~

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟2中，模具腔內(nèi)底層依次鋪設(shè)下層開孔鐵板、Al2O3細(xì)粉層與上層開孔鐵板后，再進(jìn)行陶瓷空心球梯度填充，所述的Al2O3細(xì)粉層厚度為5mm。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟2中，當(dāng)梯度填充方式為軸向梯度填充或徑向梯度填充時(shí)，上方鐵絲網(wǎng)鋪設(shè)完成后，需對(duì)模具整體進(jìn)行預(yù)熱處理，所述的預(yù)熱溫度為550 650℃，預(yù)熱時(shí)間為2~

4h。

~

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟3中，鋁基體為1xxx、5xxx或6xxx鋁合金，鋁基體加熱溫度為650~

750℃，保溫時(shí)間為30 60min。

~

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟4(2)中，鋁液的澆鑄質(zhì)量為預(yù)期樣品開孔率達(dá)到50%時(shí)所需鋁基體質(zhì)量的1 2倍。

~

說明書： 具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法技術(shù)領(lǐng)域：

[0001] 本發(fā)明屬于鋁基復(fù)合多孔材料制備技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法。背景技術(shù)：

[0002] 鋁基復(fù)合材料具有高比強(qiáng)度、高比模量等優(yōu)點(diǎn)，與傳統(tǒng)泡沫鋁相比，其在吸聲結(jié)構(gòu)、電磁屏蔽、阻尼等方面發(fā)揮著非常顯著的作用，是當(dāng)今世界材料科學(xué)高技術(shù)領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。在海洋、國防、鐵路、汽車和航空航天工業(yè)具有非常巨大的應(yīng)用潛力。[0003] 鋁基復(fù)合材料的主要制備方法為正壓滲流法和負(fù)壓滲透法。中國專利CN1424416A中，介紹了正壓滲透法，在加壓浸透過程中需要施加30～55MPa的壓力，這種方法滲流進(jìn)程不易控制，成品中存在較大缺陷。中國專利CN108165836A中，介紹了通過在SiC顆粒表面蒸鍍助滲劑Mg，改善了顆粒與鋁液的潤濕性，用液壓滲流的方式制備出鋁基復(fù)合材料，但這種方法中助滲劑Mg成本高，對(duì)氣體氛圍要求嚴(yán)格，且蒸鍍裝置復(fù)雜。[0004] 常見的沖擊載荷分為三類：侵徹、沖擊波加載、沖擊壓縮。在復(fù)雜的使役環(huán)境下，復(fù)合材料通常會(huì)承受各種不同大小，方式載荷。對(duì)泡沫材料來說，在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)的力學(xué)行為(如附圖2)對(duì)材料的能量吸收特性影響十分關(guān)鍵。鋁基泡沫材料在達(dá)到屈服后才開始發(fā)揮吸能特性，在平臺(tái)區(qū)結(jié)束后，材料開始硬化，能量吸收效率顯著降低。這種鋁基泡沫材料的吸能特性通常只在特定應(yīng)力范圍內(nèi)表現(xiàn)良好，在沖擊吸能方面存在很大的局限性。而且承受沖擊載荷時(shí)，變形帶在泡沫鋁中隨機(jī)產(chǎn)生，導(dǎo)致只能承受單次沖擊載荷，難以滿足實(shí)際復(fù)雜使役環(huán)境下，極端工況的應(yīng)用需求。[0005] 基于上述問題，需要一種可以承受多次不同載荷方式的大尺寸新型復(fù)合鋁基材料，滿足工業(yè)應(yīng)用。研究制備工藝簡單、成本低、帶有梯度結(jié)構(gòu)的鋁基復(fù)合材料是工業(yè)應(yīng)用的急需。發(fā)明內(nèi)容：

[0006] 本發(fā)明的目的是克服上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，提供一種具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的大尺寸鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法，該方法選取陶瓷空心球與鋁基體為原料，在陶瓷空心球表面化學(xué)鍍銅改善潤濕性后，以特定梯度方式填充陶瓷空心球，以真空滲流和氣體加壓結(jié)合制備具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料。[0007] 為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：[0008] 具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法，具體包括以下步驟：[0009] 步驟1：陶瓷空心球分級(jí)鍍銅[0010] 取陶瓷空心球，按不同目數(shù)篩分，獲得大球、中球與小球三級(jí)分級(jí)陶瓷空心球，表面進(jìn)行化學(xué)鍍銅，獲得鍍銅后分級(jí)陶瓷空心球，所述的陶瓷空心球?yàn)锳l2O3空心球、漂珠或SiC空心球；[0011] 步驟2：梯度填充[0012] 將鍍銅后分級(jí)陶瓷空心球梯度填充至模具腔內(nèi)，形成梯度層，梯度層上方鋪設(shè)一層鐵絲網(wǎng)，其中，所述的梯度填充方式為軸向梯度填充，溫度梯度填充或徑向梯度填充；[0013] 步驟3：鋁基體熔化[0014] 將鋁基體加熱至完全熔化后，繼續(xù)保溫，保證鋁液達(dá)到熱平衡狀態(tài)；[0015] 步驟4：鑄造過程[0016] (1)開啟真空系統(tǒng)，通過緩沖罐調(diào)節(jié)真空壓后，關(guān)閉緩沖罐閥門；[0017] (2)將鋁液澆鑄到模具后，立即密封，通入惰性氣體加壓，同時(shí)打開緩沖罐閥門，使鋁液滲透流經(jīng)鍍銅后的梯度層間隙，完成鑄造過程；[0018] 步驟5：冷卻[0019] 室溫冷卻，制得具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料。[0020] 所述的步驟1中，通過化學(xué)鍍銅操作改善陶瓷空心球與步驟4中鋁液的潤濕角，利于鋁液滲透流經(jīng)鍍銅后的陶瓷空心球間隙，所述的化學(xué)鍍銅工藝如下：[0021] (1)將陶瓷空心球浮選后，在60～80℃條件下，用體積分?jǐn)?shù)6～15％的NaOH溶液進(jìn)堿洗；[0022] (2)用70～95g/L的過硫酸鈉或硫代硫酸鈉溶液對(duì)陶瓷空心球表面進(jìn)行粗化處理3～10min；[0023] (3)將粗化后的陶瓷空心球放入鍍液中，在30～40℃的條件下攪拌1～3h，完成化學(xué)鍍銅，其中，所述的鍍液包括組分及質(zhì)量百分含量為CuSO4·5H2O9.8g/L，EDTA(乙二胺四乙酸)19.6g/L、KNaC4H4O6·4H2O(酒石酸鉀鈉)28g/L，甲醛0.4～0.6g/L；在鍍銅過程中，用NaOH溶液調(diào)節(jié)鍍液pH，使溶液pH維持在10～12；[0024] (4)將鍍好的陶瓷空心球用去離子水清洗，直至去離子水中不在出現(xiàn)藍(lán)色為止；[0025] (5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4～6h，獲得鍍銅后陶瓷空心球。[0026] 所述的步驟1(2)中，陶瓷空心球經(jīng)表面粗化處理，形成粗糙表面，為后期鍍銅做準(zhǔn)備條件，使銅更均勻的鍍?cè)谔沾煽招那虮砻?。改善陶瓷空心球與和鋁液的潤濕角，利于鋁液滲透時(shí)流經(jīng)鍍銅后的陶瓷空心球間隙。[0027] 所述的步驟1中：[0028] 當(dāng)陶瓷空心球?yàn)锳l2O3空心球時(shí)，大球粒徑為3～5mm，中球粒徑為2～3mm，小球粒徑為0.2～1mm，壁厚為35～40um；[0029] 當(dāng)陶瓷空心球?yàn)槠闀r(shí)，大球粒徑為300～400um，中球粒徑為150～200um，小球粒徑為75～100um；[0030] 當(dāng)陶瓷空心球?yàn)镾iC空心球時(shí)，大球?yàn)榱?00～400um，中球粒徑為150～200um，小球粒徑為75～100um。[0031] 所述的步驟2中，模具腔內(nèi)底層依次鋪設(shè)下層開孔鐵板、Al2O3細(xì)粉層與上層開孔鐵板后，再進(jìn)行陶瓷空心球梯度填充，所述的Al2O3細(xì)粉層厚度為5mm。[0032] 所述的步驟2中，當(dāng)梯度填充方式為軸向梯度填充或徑向梯度填充時(shí)，上方鐵絲網(wǎng)鋪設(shè)完成后，需對(duì)模具整體進(jìn)行預(yù)熱處理，所述的預(yù)熱溫度為550～650℃，預(yù)熱時(shí)間為2～4h。

[0033] 所述的步驟2中：[0034] 當(dāng)為軸向梯度填充方式時(shí)，具體填充方式為：[0035] 依照小球、中球、大球的順序，由下向上逐層鋪設(shè)，形成梯度層，其中：所述的小球鋪設(shè)形成小孔區(qū)，所述的中球鋪設(shè)形成中孔區(qū)，所述的大球鋪設(shè)形成大孔區(qū)；相鄰層間的厚度梯度差≤相鄰孔區(qū)厚度的25％，所述的小孔區(qū)、中孔區(qū)與大孔區(qū)單區(qū)厚度為20?100mm，梯度層直徑為梯度層總厚度的1.3～2.5倍；[0036] 當(dāng)為溫度梯度填充方式時(shí)，所述的陶瓷空心球?yàn)榈攘浇?jīng)梯度預(yù)熱后填充，所述的預(yù)熱溫度為450～750℃，具體填充方式為：[0037] 依照低溫球、中溫球、高溫球的順序，由下向上逐層鋪設(shè)，所述的低溫球鋪設(shè)形成低溫區(qū)，所述的中溫球鋪設(shè)形成中溫區(qū)，所述的高溫球鋪設(shè)形成高溫區(qū)，形成梯度層；相鄰層間的溫度梯度差為50～100℃，相鄰層間的厚度梯度差≤相鄰孔區(qū)厚度的25％，所述的低溫區(qū)、中溫區(qū)與高溫區(qū)單區(qū)厚度為20?100mm，所述的梯度層總厚度為60mm～300mm，梯度層直徑為梯度層總厚度的1.3～2.5倍；[0038] 當(dāng)為徑向梯度填充方式時(shí)，具體填充方式為：[0039] 依照大球、中球、小球的順序，由內(nèi)向外呈圓形狀均勻貼合鋪設(shè)，依次形成大孔圓形區(qū)、中孔環(huán)形區(qū)和小孔環(huán)形區(qū)，整體形成梯度層，其中，所述的大孔圓形區(qū)半徑為n，所述的中孔環(huán)形區(qū)和小孔環(huán)形區(qū)寬度均為n，所述的n＝10～30mm，所述的大球、中球、小球?yàn)榈群穸蠕佋O(shè)，所述的梯度層總直徑為60mm～180mm，總厚度為最外層小孔區(qū)環(huán)形區(qū)外徑的1.5～2.5倍。[0040] 所述的步驟2中，溫度梯度填充方式中，相鄰層間的溫度梯度指相鄰層間的溫度差；優(yōu)選的，所述的小球預(yù)熱溫度為500℃，所述的中球預(yù)熱溫度為550℃，所述的大球預(yù)熱溫度為600℃。[0041] 所述的步驟2中，軸向梯度填充方式與溫度梯度填充方式中，相鄰層間的厚度梯度差≤相鄰孔區(qū)厚度的25％限定解析為：例如當(dāng)小孔區(qū)/低溫區(qū)厚度為40mm時(shí)，中孔區(qū)/中溫區(qū)厚度與小孔區(qū)/低溫區(qū)的厚度梯度差≤小孔區(qū)/低溫區(qū)厚度的25％(10mm)，即中孔區(qū)/中溫區(qū)厚度為30～50mm，大孔區(qū)/高溫區(qū)變化如是。[0042] 所述的步驟3中，鋁基體為1xxx、5xxx或6xxx鋁合金。[0043] 所述的步驟3中，鋁基體加熱溫度為650～750℃，保溫時(shí)間為30～60min。[0044] 所述的步驟4(1)中，真空度0.01～0.08MPa。[0045] 所述的步驟4(2)中，鋁液的澆鑄質(zhì)量為預(yù)期樣品開孔率達(dá)到50％時(shí)所需鋁基體質(zhì)量的1～2倍。[0046] 所述的步驟4(2)中，惰性氣體壓力0.1～1MPa。[0047] 所述的步驟4中，通過真空和加壓兩者共同作用來調(diào)整滲流速度，滲透時(shí)間為6s～3min。

[0048] 所述的步驟5中，室溫冷卻時(shí)間為4～6h。[0049] 所述的步驟5中，具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料開孔孔隙率為50％～60％；所述的多孔材料在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力范圍在15～

197MPa之間。每種鋁基復(fù)合多孔材料都具可以承受多次相應(yīng)寬范圍內(nèi)的沖擊載荷。

[0050] 本發(fā)明的有益效果：[0051] (1)本發(fā)明同時(shí)結(jié)合了真空滲流和加壓滲流兩種方法，使用低成本的銅做助滲劑，通過設(shè)計(jì)材料本身的密度、孔徑大小或材料組分的分布，制備得到具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料。尺寸大且便于工業(yè)化生產(chǎn)，滿足各種用途。[0052] (2)本發(fā)明中材料的制備工藝簡單、成本低，對(duì)合金成分要求低，制備得到的復(fù)合多孔材料在較寬范圍內(nèi)的能量吸收和抗沖擊性能優(yōu)良。與已有的鋁基復(fù)合材料相比，本發(fā)明中材料的梯度結(jié)構(gòu)可以通過設(shè)計(jì)陶瓷空心球的孔徑大小或材料組分的分布來滿足特定需求，在承受特定的沖擊載荷時(shí)，產(chǎn)生的變形帶和變形區(qū)域是可以確定的。且承受多次不同沖擊載荷時(shí)，材料承受每一次沖擊時(shí)，都有相應(yīng)的結(jié)構(gòu)吸收來吸收能量。在復(fù)雜使役環(huán)境中承受多次載荷時(shí)，鋁基復(fù)合材料在不同梯度范圍內(nèi)會(huì)分層變形，達(dá)到承受多次沖擊載荷的目的。附圖說明：

[0053] 圖1為本發(fā)明實(shí)施例的具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖；[0054] 圖2為本發(fā)明實(shí)施例4制備的鋁基復(fù)合多孔材料的力學(xué)性能曲線示意圖；[0055] 圖3為三種梯度填充方式形成的梯度層，a為軸向梯度填充形成的梯度層結(jié)構(gòu)示意圖，b為溫度梯度填充形成的梯度層結(jié)構(gòu)示意圖，c為徑向梯度填充形成的梯度層結(jié)構(gòu)示意圖；其中：[0056] I?真空泵、II?真空球閥、III?真空緩沖罐、?真空球閥、I?真空數(shù)顯表、I3～5mm(大)空心微珠、II2～3mm(中)空心微珠、III0.2～1mm(小)空心微珠、IX?氧化鋁細(xì)粉、X?真空腔室、XI?開孔鐵板、XII?鐵絲網(wǎng)、XIII?熔融鋁液、XI?模具外壁、X?氬氣瓶；

[0057] 1?大孔區(qū)、2?中孔區(qū)、3?小孔區(qū)；4?高溫區(qū)、5?中溫區(qū)、6?低溫區(qū)；9?大孔圓形區(qū)、8?中孔環(huán)形區(qū)、7?小孔環(huán)形區(qū)。具體實(shí)施方式：

[0058] 下面結(jié)合附圖和具體實(shí)例對(duì)本發(fā)明做進(jìn)一步詳細(xì)說明，但本發(fā)明的保護(hù)范圍并不限于所述內(nèi)容。[0059] 以下實(shí)施例與對(duì)比例中采用的具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備裝置結(jié)構(gòu)示意圖如圖1所示，包括真空系統(tǒng)和惰性氣體加壓系統(tǒng)，真空系統(tǒng)與惰性氣體加壓系統(tǒng)均與模具相連通，其中，真空系統(tǒng)包括真空泵(I)、真空球閥(II)、真空緩沖罐(III)、真空球閥()、真空數(shù)顯表(I)和真空腔室(X)、惰性氣體系統(tǒng)包括氬氣瓶(X)，圖中示出有鑄造模具外壁(XI)；模具內(nèi)由下向上包括兩層開孔鐵板(XI)，開孔鐵板(XI)之間鋪有氧化鋁細(xì)粉(IX)；向上包括梯度層，梯度填充方式以軸向填充Al2O3空心球?yàn)槭疽猓上孪蛏习?.2～1mm(小)空心微珠(III)、2～3mm(中)空心微珠(II)、3～5mm(大)空心微珠(I)；上層鐵絲網(wǎng)(XII)、熔融的鋁液(XIII)向下澆鑄梯度層。[0060] 三種梯度填充方式形成的梯度層如圖3所示，其中：a為軸向梯度填充形成的梯度層結(jié)構(gòu)示意圖，包括由下向上的小空區(qū)3，中孔區(qū)2和大空區(qū)1；b為溫度梯度填充形成的梯度層結(jié)構(gòu)示意圖，包括低溫區(qū)6，中溫區(qū)5和高溫區(qū)4；c為徑向梯度填充形成的梯度層結(jié)構(gòu)示意圖包括由內(nèi)向外的大孔圓形區(qū)9，中孔環(huán)形區(qū)8和小孔環(huán)形區(qū)7。[0061] 采用的鍍液包括組分及質(zhì)量百分含量為CuSO4·5H2O9.8g/L，EDTA(乙二胺四乙酸)19.6g/L、KNaC4H4O6·4H2O(酒石酸鉀鈉)28g/L，甲醛0.4～0.6g/L；在鍍銅過程中，用NaOH溶液調(diào)節(jié)鍍液pH，使溶液pH維持在10～12。[0062] 實(shí)施例1[0063] 一種具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：[0064] 1.將陶瓷空心球體篩選，取出變質(zhì)或破碎的顆粒，將顆粒按尺寸篩分，在真空環(huán)境下烘干。所選的陶瓷空心球粒徑為0.2～1mm、2～3mm、3～5mm三種氧化鋁空心球。(1)將陶瓷空心球在60℃條件下，用NaOH進(jìn)堿洗；(2)用過硫酸鈉對(duì)陶瓷空心球表面粗化處理3min；(3)將粗化后的陶瓷空心球放入鍍液中，在32℃的條件下攪拌1h。(4)將鍍好的陶瓷空心球用去離子水清洗，直至去離子水中中不在出現(xiàn)藍(lán)色為止。(5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4h。[0065] 2.在小孔區(qū)底部放置5mm厚的Al2O3細(xì)粉，并用開孔鐵板隔開。將處理好的空心顆粒按軸向梯度填充，底層小孔區(qū)厚度為25mm，由0.2～1mm鍍銅的氧化鋁空心球填充而成；中層孔區(qū)厚度為20mm，由2～3mm的鍍銅氧化鋁空心球填充而成；上層大孔區(qū)厚度為20mm，由3～5mm的鍍銅氧化鋁空心球填充而成，各層的直徑都為100mm，整體形成梯度層，在梯度層表面鋪一層鐵絲網(wǎng)，把模具預(yù)熱到620℃。

[0066] 3.加熱1024鋁合金到800℃直至完全熔化，完全熔化后降溫到730℃，保溫30～60min，保證達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

[0067] 4.開啟真空系統(tǒng)，緩沖罐達(dá)到0.08MPa時(shí)，關(guān)閉緩沖罐閥門。[0068] 5.將液態(tài)鋁液澆鑄到模具后，立即密封，同時(shí)打開緩沖罐閥門，使金屬液體滲透流經(jīng)預(yù)處理后的陶瓷空心球間隙。整個(gè)滲流過程持續(xù)10s。關(guān)閉真空閥。[0069] 6.在室溫下冷卻4h后，打開模具底部，取出樣品。[0070] 即完成實(shí)施例1中具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備，該材料在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力范圍在21～74MPa。[0071] 實(shí)施例2[0072] 一種具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：[0073] 1.將陶瓷空心球體篩選，取出變質(zhì)或破碎的顆粒，在真空環(huán)境下烘干。所選的陶瓷空心球?yàn)榱?.2～1mm氧化鋁空心球。(1)在65℃條件下，用NaOH進(jìn)堿洗；(2)用過硫酸鈉對(duì)陶瓷空心球表面粗化處理5min；(3)將粗化后的陶瓷空心球放入鍍液中，在35℃的條件下攪拌1h。(4)將鍍好的陶瓷空心球用去離子水清洗，直至去離子水中中不在出現(xiàn)藍(lán)色為止。(5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4h。[0074] 2.需要在低溫區(qū)底部放置5mm厚的Al2O3細(xì)粉，上下層用開孔鐵板隔開。將處理好的陶瓷空心球按溫度梯度填充，底層低溫區(qū)為厚度25mm、預(yù)熱到500℃的氧化鋁空心球；中層中溫區(qū)為厚度20mm、預(yù)熱到550℃的氧化鋁空心球；上層高溫區(qū)為厚度20mm、預(yù)熱到650℃的氧化鋁空心球，各層的直徑都為120mm，整體形成梯度層，在梯度層表面鋪一層鐵絲網(wǎng)。[0075] 3.加熱1024鋁合金到800℃直至完全熔化，完全熔化后降溫到720℃，繼續(xù)保溫40min，保證達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

[0076] 4.開啟真空系統(tǒng)，緩沖罐達(dá)到0.06MPa時(shí)，關(guān)閉緩沖罐閥門。[0077] 5.將液態(tài)鋁液澆鑄到模具后，立即密封，通入惰性氣體加壓(0.15MPa)，同時(shí)打開緩沖罐閥門，使金屬液體滲透流經(jīng)預(yù)處理后的陶瓷空心球間隙。整個(gè)滲流過程持續(xù)1min。關(guān)閉真空閥，以及氬氣加壓。[0078] 6.在室溫下冷卻4h后，打開模具底部，取出樣品。[0079] 即完成實(shí)施例2中具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備，該材料在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力范圍在15～58MPa之間。[0080] 實(shí)施例3[0081] 一種具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：[0082] 1.將陶瓷空心球體篩選，取出變質(zhì)或破碎的陶瓷空心球，在真空環(huán)境下烘干。所選的陶瓷空心球粒徑為0.2～1mm、2～3mm、3～5mm三種氧化鋁空心球。(1)在60℃條件下，用NaOH進(jìn)堿洗；(2)用過硫酸鈉對(duì)陶瓷空心球表面粗化處理5min；(3)將粗化后的陶瓷空心球放入鍍液中，在40℃的條件下攪拌3h。(4)將鍍好的陶瓷空心球用去離子水清洗，直至去離子水中不在出現(xiàn)藍(lán)色為止。(5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4h。[0083] 2.需要在小孔區(qū)底部放置5mm厚的Al2O3細(xì)粉，并用開孔鐵板隔開。將處理好的陶瓷空心球按徑向梯度填充，大孔圓形區(qū)半徑為30mm，由3～5mm的氧化鋁空心球填充而成；中孔環(huán)形區(qū)環(huán)間距為30mm，由2～3mm的氧化鋁空心球填充而成；小孔環(huán)形區(qū)環(huán)間距為30mm，由0.2～1mm的氧化鋁空心球填充而成，整體形成梯度層，梯度層厚度為270mm。在梯度層上方鋪一層鐵絲網(wǎng)，將模具預(yù)熱到550℃。

[0084] 3.加熱6061鋁合金到800℃直至完全熔化，完全熔化降溫到680℃后，繼續(xù)保溫50min，保證達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

[0085] 4.開啟真空系統(tǒng)，緩沖罐達(dá)到0.05MPa時(shí)，關(guān)閉緩沖罐閥門。[0086] 5.將液態(tài)鋁液澆鑄到模具后，立即密封，通入惰性氣體加壓(0.4MPa)，同時(shí)打開緩沖罐閥門，使金屬液體滲透流經(jīng)預(yù)處理后的陶瓷空心球間隙。整個(gè)滲流過程持續(xù)90s。關(guān)閉真空閥，以及氬氣加壓。[0087] 6.在室溫下冷卻6h后，打開模具底部，取出樣品。[0088] 即完成實(shí)施例3中具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備，該材料在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力范圍在50～114MPa之間。[0089] 實(shí)施例4[0090] 一種具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：[0091] 1.將漂珠篩選，取出變質(zhì)或破碎的陶瓷空心球，在真空環(huán)境下烘干。所選的陶瓷空心球粒徑為300～500um、150～200um、75～150um三種。(1)在60℃條件下，用NaOH進(jìn)堿洗；(2)用過硫代硫酸鈉對(duì)陶瓷空心球表面粗化處理5min；(3)將粗化后的漂珠放入鍍液中，在

40℃的條件下攪拌1.5h。(4)將鍍好的陶瓷空心球用去離子水清洗，直至去離子水中不再出現(xiàn)藍(lán)色為止。(5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4h。

[0092] 2.需要在漂珠底部放置5mm厚的Al2O3細(xì)粉，并用開孔鐵板隔開。將處理好的陶瓷空心球按軸向梯度填充，大孔區(qū)直徑為300～400um的鍍銅的漂珠，中孔區(qū)直徑為150～200um的鍍銅的漂珠；小孔區(qū)為75～100um的鍍銅的漂珠，三個(gè)孔區(qū)厚度均為30mm，各層的直徑為180mm，整體形成梯度層，在梯度層上方鋪一層鐵絲網(wǎng)。將模具預(yù)熱到580℃。

[0093] 3.加熱6083鋁合金到800℃直至完全熔化，完全熔化后降到730℃，繼續(xù)保溫50min，保證達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

[0094] 4.將液態(tài)鋁液澆鑄到模具后，立即密封，通入惰性氣體加壓(0.9MPa)，同時(shí)打開緩沖罐閥門，使金屬液體滲透流經(jīng)預(yù)處理后的陶瓷空心球間隙。整個(gè)滲流過程持續(xù)10s。關(guān)閉真空閥，以及氬氣加壓。[0095] 5.在室溫下冷卻4h后，打開模具底部，取出樣品。[0096] 即完成實(shí)施例4中具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備，該材料在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力范圍在22～103MPa之間。[0097] 實(shí)施例5[0098] 一種具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：[0099] 1.將漂珠篩選，取出變質(zhì)或破碎的陶瓷空心球，在真空環(huán)境下烘干。所選的漂珠粒徑為300～400um。(1)在60℃條件下，用NaOH進(jìn)堿洗；(2)用過硫代硫酸鈉對(duì)陶瓷空心球表面粗化處理5min；(3)將粗化后的漂珠放入鍍液中，在40℃的條件下攪拌3h。(4)將鍍好的陶瓷空心球用去離子水清洗，直至去離子水中不在出現(xiàn)藍(lán)色為止。(5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4h。

[0100] 2.需要在漂珠底部放置5mm厚的Al2O3細(xì)粉，并用開孔鐵板隔開。將處理好的漂珠由下向上按溫度梯度填充，底層低溫區(qū)為厚度54mm、預(yù)熱到450℃的鍍銅的漂珠；中層中溫區(qū)為厚度50mm厚預(yù)熱到500℃的鍍銅的漂珠；上層高溫區(qū)為厚度50mm厚預(yù)熱到550℃的鍍銅的漂珠，各層的直徑都為320mm，整體形成梯度層。在梯度層表面鋪一層鐵絲網(wǎng)。[0101] 3.加熱6061鋁合金到800℃直至完全熔化，完全熔化后降溫到680℃，繼續(xù)保溫50min，保證達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

[0102] 4.開啟真空系統(tǒng)，緩沖罐達(dá)到0.02MPa時(shí)，關(guān)閉緩沖罐閥門。[0103] 5.將液態(tài)鋁液澆鑄到模具后，立即密封，通入惰性氣體加壓(0.8MPa)，同時(shí)打開緩沖罐閥門，使金屬液體滲透流經(jīng)預(yù)處理后的陶瓷空心球間隙。整個(gè)滲流過程持續(xù)10s。關(guān)閉真空閥，以及氬氣加壓。[0104] 6.在室溫下冷卻4h后，打開模具底部，取出樣品。[0105] 即完成實(shí)施例5中具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備，該材料在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力范圍在63～119MPa之間。[0106] 實(shí)施例6[0107] 一種具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：[0108] 1.將漂珠篩選，取出變質(zhì)或破碎的陶瓷空心球，在真空環(huán)境下烘干。所選的漂珠粒徑為300～500um、150～200um、75～150um。(1)在60℃條件下，用NaOH進(jìn)堿洗；(2)用過硫代硫酸鈉對(duì)陶瓷空心球表面粗化處理5min；(3)將粗化后的漂珠放入鍍液中，在40℃的條件下攪拌3h。(4)將鍍好的陶瓷空心球用去離子水清洗，直至去離子水中不在出現(xiàn)藍(lán)色為止。(5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4h。[0109] 2.需要在漂珠底部放置5mm厚的Al2O3細(xì)粉，并用開孔鐵板隔開。將處理好的漂珠按徑向梯度填充，大孔圓形區(qū)半徑為10mm，由300～400um的鍍銅的漂珠填充而成；中孔環(huán)形區(qū)環(huán)間距為10mm，由150～200um的鍍銅的漂珠填充而成；小孔環(huán)形區(qū)環(huán)間距為10mm，由75～100um的鍍銅的漂珠填充而成，整體形成梯度層，梯度層厚度為100mm。在梯度層上方鋪一層鐵絲網(wǎng)。將模具預(yù)熱到580℃。

[0110] 3.加熱5083鋁合金到800℃直至完全熔化，完全熔化后降溫到680℃，繼續(xù)保溫50min，保證達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

[0111] 4.開啟真空系統(tǒng)，緩沖罐達(dá)到0.05MPa時(shí)，關(guān)閉緩沖罐閥門。[0112] 5.將液態(tài)鋁液澆鑄到模具后，立即密封，通入惰性氣體加壓(0.2MPa)，同時(shí)打開緩沖罐閥門，使金屬液體滲透流經(jīng)預(yù)處理后的陶瓷空心球間隙。整個(gè)滲流過程持續(xù)10s。關(guān)閉真空閥，以及氬氣加壓。[0113] 6.在室溫下冷卻4h后，打開模具底部，取出樣品。[0114] 即完成實(shí)施例6中具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備，該材料在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力范圍在57～104MPa之間。[0115] 實(shí)施例7[0116] 一種具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：[0117] 1.將SiC空心球篩選，取出變質(zhì)或破碎的SiC空心球，在真空環(huán)境下烘干。所選的SiC空心球粒徑為300～500um、150～200um、75～150um。(1)在60℃條件下，用NaOH進(jìn)堿洗；(2)用過硫代硫酸鈉對(duì)SiC空心球表面粗化處理5min；(3)將粗化后的SiC空心球放入鍍液中，在40℃的條件下攪拌3h。(4)將鍍好的SiC空心球用去離子水清洗，直至去離子水中不在出現(xiàn)藍(lán)色為止。(5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4h。

[0118] 2.需要在SiC空心球底部放置5mm厚的Al2O3細(xì)粉，并用開孔鐵板隔開。將處理好的鍍銅SiC空心球按軸向梯度填充，底層小孔區(qū)厚度為25mm，由75～150um鍍銅SiC空心球填充而成；中層中孔區(qū)厚度為20mm，由150～200um的鍍銅SiC空心球填充而成；上層大孔區(qū)厚度為20mm，由300～500um的鍍銅SiC空心球填充而成，各層的直徑都為170mm，整體形成梯度層，在梯度層表面鋪一層鐵絲網(wǎng)，把模具預(yù)熱到600℃。[0119] 3.加熱1024鋁合金到800℃直至完全熔化，完全熔化后降溫到720℃，繼續(xù)保溫30min，保證達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

[0120] 4.開啟真空系統(tǒng)，緩沖罐達(dá)到0.04MPa時(shí)，關(guān)閉緩沖罐閥門。[0121] 5.將液態(tài)鋁液澆鑄到模具后，立即密封，通入惰性氣體加壓(0.6MPa)，同時(shí)打開緩沖罐閥門，使金屬液體滲透流經(jīng)預(yù)處理后的陶瓷空心球間隙。整個(gè)滲流過程持續(xù)1.5min。關(guān)閉真空閥，以及氬氣加壓。[0122] 6.在室溫下冷卻5h后，打開模具底部，取出樣品。[0123] 即完成實(shí)施例7中具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備，該材料在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力范圍在88～150MPa之間。[0124] 實(shí)施例8[0125] 一種具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：[0126] 1.將SiC空心球篩選，取出變質(zhì)或破碎的SiC空心球，在真空環(huán)境下烘干。所選的SiC空心球粒徑為300～500um、150～200um、75～150um。(1)在60℃條件下，用NaOH進(jìn)堿洗；(2)用過硫代硫酸鈉對(duì)SiC空心球表面粗化處理7min；(3)將粗化后的SiC空心球放入鍍液中，在40℃的條件下攪拌2.5h。(4)將鍍好的SiC空心球用去離子水清洗，直至去離子水中不在出現(xiàn)藍(lán)色為止。(5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4h。

[0127] 2.需要在SiC空心球底部放置5mm厚的Al2O3細(xì)粉，并用開孔鐵板隔開。將處理好的鍍銅SiC空心球按徑向梯度填充，大孔圓形區(qū)半徑為20mm，由300～400um的鍍銅SiC空心球填充而成；中孔環(huán)形區(qū)環(huán)間距為20mm，由150～200um的鍍銅SiC空心球填充而成；小孔環(huán)形區(qū)環(huán)間距為20mm，由75～100um的鍍銅SiC空心球填充而成，梯度層厚度為200mm，整體形成梯度層，在梯度層上方鋪一層鐵絲網(wǎng)。將模具預(yù)熱到580℃。[0128] 3.加熱5083鋁合金到800℃直至完全熔化，完全熔化后降溫到640℃，繼續(xù)保溫50min，保證達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

[0129] 4.開啟真空系統(tǒng)，緩沖罐達(dá)到0.01MPa時(shí)，關(guān)閉緩沖罐閥門。[0130] 5.將液態(tài)鋁液澆鑄到模具后，立即密封，通入惰性氣體加壓(1MPa)，同時(shí)打開緩沖罐閥門，使金屬液體滲透流經(jīng)預(yù)處理后的陶瓷空心球間隙。整個(gè)滲流過程持續(xù)3min。關(guān)閉真空閥，以及氬氣加壓。[0131] 6.在室溫下冷卻6h后，打開模具底部，取出樣品。[0132] 即完成實(shí)施例8中具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備，該材料在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力范圍在114～172MPa之間。[0133] 實(shí)施例9[0134] 一種具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：[0135] 1.將SiC空心球篩選，取出變質(zhì)或破碎的SiC空心球，在真空環(huán)境下烘干。所選的SiC空心球粒徑為300～400um。(1)在60℃條件下，用NaOH進(jìn)堿洗；(2)用過硫代硫酸鈉對(duì)SiC空心球表面粗化處理5min；(3)將粗化后的SiC空心球放入鍍液中，在40℃的條件下攪拌3h。(4)將鍍好的SiC空心球用去離子水清洗，直至去離子水中不在出現(xiàn)藍(lán)色為止。(5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4h。

[0136] 2.需要在SiC空心球底部放置5mm厚的Al2O3細(xì)粉，并用開孔鐵板隔開。將處理好的SiC空心球由下向上按溫度梯度填充，底層低溫區(qū)為厚度24mm、預(yù)熱到450℃的鍍銅SiC空心球；中層中溫區(qū)為厚度20mm、預(yù)熱到500℃的鍍銅的SiC空心球；上層高溫區(qū)為厚度20mm、預(yù)熱到550℃的鍍銅SiC空心球。各層的直徑都為140mm，整體形成梯度層，在梯度層表面鋪一層鐵絲網(wǎng)。[0137] 3.加熱6061鋁合金到800℃直至完全熔化，完全熔化后降溫到670℃，繼續(xù)保溫50min，保證達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

[0138] 4.開啟真空系統(tǒng)，緩沖罐達(dá)到0.02MPa時(shí)，關(guān)閉緩沖罐閥門。[0139] 5.將液態(tài)鋁液澆鑄到模具后，立即密封，通入惰性氣體加壓(0.5MPa)，同時(shí)打開緩沖罐閥門，使金屬液體滲透流經(jīng)預(yù)處理后的陶瓷空心球間隙。整個(gè)滲流過程持續(xù)6min。關(guān)閉真空閥，以及氬氣加壓。[0140] 6.在室溫下冷卻4h后，打開模具底部，取出樣品。[0141] 即完成實(shí)施例9中具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備，該材料在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力范圍在134～197MPa之間。[0142] 對(duì)比例1[0143] 一種具有梯度結(jié)構(gòu)的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：[0144] 1.將氧化鋁空心球體篩選，取出變質(zhì)或破碎的顆粒，將顆粒按尺寸篩分，在真空環(huán)境下烘干。所選的氧化鋁空心球粒徑為0.2～1mm、2～3mm、3～5mm三種氧化鋁空心球。(1)將氧化鋁空心球在60℃條件下，用NaOH進(jìn)堿洗；(2)用過硫酸鈉對(duì)氧化鋁空心球表面粗化處理3min；(3)將粗化后的氧化鋁空心球放入鍍液中，在32℃的條件下攪拌1h。(4)將鍍好的顆粒用去離子水清洗，直至去離子水中不在出現(xiàn)藍(lán)色為止。(5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4h。

[0145] 2.在小孔區(qū)底部放置5mm厚的Al2O3細(xì)粉，并用開孔鐵板隔開。將處理好的空心顆粒按軸向梯度填充，小孔區(qū)厚度為10mm，由0.2～1mm的鍍銅氧化鋁空心球填充而成；中孔區(qū)厚度為20mm，由2～3mm的鍍銅氧化鋁空心球填充而成；大孔區(qū)厚度為20mm，由3～5mm的鍍銅氧化鋁空心球填充而成。梯度層厚度為100mm，整體形成梯度層，在梯度層表面鋪一層鐵絲網(wǎng)，把模具預(yù)熱到620℃。[0146] 3.加熱1024鋁合金到800℃直至完全熔化，完全熔化后降溫到730℃，保溫30～60min，保證達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

[0147] 4.開啟真空系統(tǒng)，緩沖罐達(dá)到0.08MPa時(shí)，關(guān)閉緩沖罐閥門。[0148] 5.將液態(tài)鋁液澆鑄到模具后，立即密封，同時(shí)打開緩沖罐閥門，使金屬液體滲透流經(jīng)預(yù)處理后的陶瓷空心球間隙。整個(gè)滲流過程持續(xù)15s。關(guān)閉真空閥。[0149] 6.在室溫下冷卻4h后，打開模具底部，取出樣品。[0150] 即完成對(duì)比例1中具有梯度結(jié)構(gòu)且變形可控的鋁基復(fù)合多孔材料的制備，該材料的孔隙率為55％，樣品存在缺陷，在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力范圍在7～16MPa。該樣品沒有完全按照軸向梯度要求，材料性能未能達(dá)到預(yù)期。

[0151] 對(duì)比例2[0152] 一種具有梯度結(jié)構(gòu)的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：[0153] 1.將漂珠篩選，取出變質(zhì)或破碎的漂珠，在真空環(huán)境下烘干。所選的漂珠粒徑為300～400um。(1)在60℃條件下，用NaOH進(jìn)堿洗；(2)用過硫代硫酸鈉對(duì)漂珠表面粗化處理

5min；(3)將粗化后的漂珠放入鍍液中，在40℃的條件下攪拌3h。(4)將鍍好的漂珠用去離子水清洗，直至去離子水中不在出現(xiàn)藍(lán)色為止。(5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4h。

[0154] 2.需要在漂珠底部放置5mm厚的Al2O3細(xì)粉，并用開孔鐵板隔開。將處理好的漂珠由下向上按溫度梯度填充，低溫區(qū)為厚度24mm、預(yù)熱到450℃的鍍銅漂珠；中溫區(qū)為厚度20mm、預(yù)熱到500℃的鍍銅漂珠；高溫區(qū)為厚度20mm、預(yù)熱到620℃的鍍銅漂珠。梯度層直徑為140mm，整體形成梯度層，在梯度層表面鋪一層鐵絲網(wǎng)。

[0155] 3.加熱6061鋁合金到800℃直至完全熔化，完全熔化后降溫到680℃，繼續(xù)保溫50min，保證達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

[0156] 4.開啟真空系統(tǒng)，緩沖罐達(dá)到0.02MPa時(shí)，關(guān)閉緩沖罐閥門。[0157] 5.將液態(tài)鋁液澆鑄到模具后，立即密封，通入惰性氣體加壓(0.8MPa)，同時(shí)打開緩沖罐閥門，使金屬液體滲透流經(jīng)預(yù)處理后的漂珠間隙。整個(gè)滲流過程持續(xù)10s。關(guān)閉真空閥，以及氬氣加壓。[0158] 6.在室溫下冷卻4h后，打開模具底部，取出樣品。[0159] 即對(duì)比例2的鋁基復(fù)合多孔材料的制備，經(jīng)結(jié)構(gòu)檢測(cè)，該復(fù)合多孔材料在高溫區(qū)存在缺陷，經(jīng)測(cè)試，該材料在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力范圍在23～40MPa之間。由于該樣品沒有完全按照溫度梯度要求鋪設(shè)，材料性能未能達(dá)到預(yù)期。[0160] 對(duì)比例3[0161] 一種具有梯度結(jié)構(gòu)的鋁基復(fù)合多孔材料的制備方法通過以下步驟實(shí)現(xiàn)：[0162] 1.將漂珠篩選，取出變質(zhì)或破碎的漂珠，在真空環(huán)境下烘干。所選的漂珠粒徑為300～500um、150～200um、75～150um。(1)在60℃條件下，用NaOH進(jìn)堿洗；(2)用過硫代硫酸鈉對(duì)漂珠表面粗化處理5min；(3)將粗化后的漂珠放入鍍液中，在40℃的條件下攪拌3h。(4)將鍍好的漂珠用去離子水清洗，直至去離子水中不在出現(xiàn)藍(lán)色為止。(5)在70℃的真空環(huán)境下烘干4h。

[0163] 2.需要在漂珠底部放置5mm厚的Al2O3細(xì)粉，并用開孔鐵板隔開。將處理好的漂珠按徑向梯度填充，大孔圓形區(qū)為半徑30mm的圓柱，由300～400um的鍍銅漂珠填充而成；中孔環(huán)形區(qū)環(huán)間距為20mm，由150～200um的鍍銅漂珠填充而成；小孔環(huán)形區(qū)環(huán)間距為30mm，由75～100um的鍍銅漂珠填充而成，梯度層厚度為270mm，整體形成梯度層，在梯度層上方鋪一層鐵絲網(wǎng)。將模具預(yù)熱到580℃。

[0164] 3.加熱5083鋁合金到800℃直至完全熔化，完全熔化后降溫到680℃，繼續(xù)保溫50min，保證達(dá)到熱平衡狀態(tài)。

[0165] 4.開啟真空系統(tǒng)，緩沖罐達(dá)到0.05MPa時(shí)，關(guān)閉緩沖罐閥門。[0166] 5.將液態(tài)鋁液澆鑄到模具后，立即密封，通入惰性氣體加壓(0.2MPa)，同時(shí)打開緩沖罐閥門，使金屬液體滲透流經(jīng)預(yù)處理后的漂珠間隙。整個(gè)滲流過程持續(xù)10s。關(guān)閉真空閥，以及氬氣加壓。[0167] 6.在室溫下冷卻4h后，打開模具底部，取出樣品。[0168] 即完成對(duì)比例3中具有梯度結(jié)構(gòu)的鋁基復(fù)合多孔材料的制備，經(jīng)檢測(cè)，該材料在屈服開始到形變達(dá)到0.55結(jié)束范圍內(nèi)，應(yīng)力范圍在30～37MPa之間。由于該樣品沒有完全按照徑向梯度要求，材料性能未能達(dá)到預(yù)期。