本發明涉及一種高密度均一孔隙泡沫鋁的制備方法，屬于泡沫鋁材料制備技術領域。
背景技術：
泡沫鋁是一種新型功能材料，它是金屬鋁基體中分散著無數氣泡的類似泡沫狀的超輕金屬材料，一般孔隙率為40%～98%。直到今天，美國、日本、英國、法國、加拿大等國相繼研制出了多項技術專利。我國對泡沫鋁的制備工藝的基礎研究也進行了一些探索性的工作，并取得了一定的進展。泡沫鋁以其獨特的結構而具有許多優異的性能，它不僅具有多孔材料所具有的輕質特性，還具有金屬所具有的優良的力學性能和熱、電等物理性能。
自從泡沫鋁問世以來，人類已經開發出了多種制備泡沫鋁的方法。其中，用食鹽顆粒作填料粒子的滲流鑄造法工藝簡單、操作簡便，可以通過控制食鹽顆粒的大小來控制孔徑的大小，已成為工業化生產通孔泡沫鋁的最主要工藝。但該法的缺點是最大孔隙率很難超過75%，且變化范圍較小，還會出現孔隙三維貫通性不好等缺點。在制備高孔隙率通孔泡沫鋁的主要方法中，電沉積法由于成本較高、制備的樣品厚度有限而限制了它的發展。所以需要一種孔隙均一，最大孔隙率較高的泡沫鋁很有必要。
技術實現要素：
本發明所要解決的技術問題：針對現有制備泡沫鋁時，孔隙率較低，變化范圍小，三維貫通性差，且成本較高的缺點，提供了一種通過將絲瓜絡風干，水浴抽提去除有機物，隨后用次氯酸鈉改性制備絲瓜絡纖維，再在半纖維素酶作用下，使其半水解，再通過噴槍負載石墨至絲瓜絡纖維上，干燥固化后形成多孔模具，通過將鋁液澆筑至多孔模具中，靜置冷卻制備泡沫鋁材料，本發明制備的泡沫鋁材料孔隙率較高，貫通率較好。
為解決上述技術問題，本發明采用如下所述的技術方案是：
（1）收集成熟絲瓜，待其自然風干后，將其去皮并洗凈烘干，去除內籽得絲瓜絡，再按質量比1：5，將絲瓜絡與甲苯攪拌混合并置于三角燒瓶中，在55～65℃下水浴抽提5～8h，隨后過濾并收集濾餅，在65～80℃下干燥6～8h，制備得絲瓜絡纖維；
（2）按質量比1:5，將上述制備的絲瓜絡纖維與去離子水攪拌混合，并置于三角燒瓶中，隨后對三口燒瓶滴加甲苯質量相同的1mol/L次氯酸鈉溶液，控制滴加時間為10～15min；
（3）待滴加完成后，用冰醋酸溶液調節三角燒瓶中溶液pH至4.5，再在70～80℃下水浴加熱1～2h，待加熱完成后，對其過濾并收集濾餅，按質量比1:5，將濾餅與質量濃度5%半纖維素酶溶液攪拌混合，再在30～35℃下水解1～2h，隨后過濾并收集濾餅，制備得半水解絲瓜絡纖維；
（4）用粉末靜電噴槍將石墨粉均勻噴射至上述制備的半水解絲瓜絡纖維中，保證其完全覆蓋半水解絲瓜絡纖維素表面后，將其置于65～80℃下干燥6～8h，制備得絲瓜絡石墨復合材料；
（5）將上述制備的絲瓜絡石墨復合材料置于馬弗爐中，在300～500℃下預熱10～15min后，將熔融鋁液在0.2～0.4MPa，自上而下澆筑至預熱后的絲瓜絡石墨復合材料表面，待其靜置流延10～15min后，停止加壓并撤去加熱，使其靜置冷卻至室溫，即可制備得一種高密度均一孔隙泡沫鋁。
本發明制備的泡沫鋁相對密度為0.15，電導率為0.98m/Ω·mm2，屈服強度可達0.3～0.4MPa，比強度可達0.9×10-3MPa·m3/kg。
本發明與其他方法相比，有益技術效果是：
（1）本發明制備的高密度均一孔隙泡沫鋁孔隙率較高，可達95%以上，比強度可達0.85×10-3MPa·m3/kg以上；
（2）制備步驟簡單，綠色環保無污染。
具體實施方式
首先收集成熟絲瓜，待其自然風干后，將其去皮并洗凈烘干，去除內籽得絲瓜絡，再按質量比1：5，將絲瓜絡與甲苯攪拌混合并置于三角燒瓶中，在55～65℃下水浴抽提5～8h，隨后過濾并收集濾餅，在65～80℃下干燥6～8h，制備得絲瓜絡纖維；按質量比1:5，將上述制備的絲瓜絡纖維與去離子水攪拌混合，并置于三角燒瓶中，隨后對三口燒瓶滴加甲苯質量相同的1mol/L次氯酸鈉溶液，控制滴加時間為10～15min；待滴加完成后，用冰醋酸溶液調節三角燒瓶中溶液pH至4.5，再在70～80℃下水浴加熱1～2h，待加熱完成后，對其過濾并收集濾餅，按質量比1:5，將濾餅與質量濃度5%半纖維素酶溶液攪拌混合，再在30～35℃下水解1～2h，隨后過濾并收集濾餅，制備得半水解絲瓜絡纖維；用粉末靜電噴槍將石墨粉均勻噴射至上述制備的半水解絲瓜絡纖維中，保證其完全覆蓋半水解絲瓜絡纖維素表面后，將其置于65～80℃下干燥6～8h，制備得絲瓜絡石墨復合材料；將上述制備的絲瓜絡石墨復合材料置于馬弗爐中，在300～500℃下預熱10～15min后，將熔融鋁液在0.2～0.4MPa，自上而下澆筑至預熱后的絲瓜絡石墨復合材料表面，待其靜置流延10～15min后，停止加壓并撤去加熱，使其靜置冷卻至室溫，即可制備得一種高密度均一孔隙泡沫鋁。
實例1
首先收集成熟絲瓜，待其自然風干后，將其去皮并洗凈烘干，去除內籽得絲瓜絡，再按質量比1：5，將絲瓜絡與甲苯攪拌混合并置于三角燒瓶中，在55℃下水浴抽提5h，隨后過濾并收集濾餅，在65℃下干燥6h，制備得絲瓜絡纖維；按質量比1:5，將上述制備的絲瓜絡纖維與去離子水攪拌混合，并置于三角燒瓶中，隨后對三口燒瓶滴加甲苯質量相同的1mol/L次氯酸鈉溶液，控制滴加時間為10min；待滴加完成后，用冰醋酸溶液調節三角燒瓶中溶液pH至4.5，再在70℃下水浴加熱1h，待加熱完成后，對其過濾并收集濾餅，按質量比1:5，將濾餅與質量濃度5%半纖維素酶溶液攪拌混合，再在30℃下水解1h，隨后過濾并收集濾餅，制備得半水解絲瓜絡纖維；用粉末靜電噴槍將石墨粉均勻噴射至上述制備的半水解絲瓜絡纖維中，保證其完全覆蓋半水解絲瓜絡纖維素表面后，將其置于65℃下干燥6h，制備得絲瓜絡石墨復合材料；將上述制備的絲瓜絡石墨復合材料置于馬弗爐中，在300℃下預熱10min后，將熔融鋁液在0.2MPa，自上而下澆筑至預熱后的絲瓜絡石墨復合材料表面，待其靜置流延10min后，停止加壓并撤去加熱，使其靜置冷卻至室溫，即可制備得一種高密度均一孔隙泡沫鋁。
實例2
首先收集成熟絲瓜，待其自然風干后，將其去皮并洗凈烘干，去除內籽得絲瓜絡，再按質量比1：5，將絲瓜絡與甲苯攪拌混合并置于三角燒瓶中，在58℃下水浴抽提6h，隨后過濾并收集濾餅，在72℃下干燥7h，制備得絲瓜絡纖維；按質量比1:5，將上述制備的絲瓜絡纖維與去離子水攪拌混合，并置于三角燒瓶中，隨后對三口燒瓶滴加甲苯質量相同的1mol/L次氯酸鈉溶液，控制滴加時間為12min；待滴加完成后，用冰醋酸溶液調節三角燒瓶中溶液pH至4.5，再在75℃下水浴加熱1.5h，待加熱完成后，對其過濾并收集濾餅，按質量比1:5，將濾餅與質量濃度5%半纖維素酶溶液攪拌混合，再在32℃下水解1.5h，隨后過濾并收集濾餅，制備得半水解絲瓜絡纖維；用粉末靜電噴槍將石墨粉均勻噴射至上述制備的半水解絲瓜絡纖維中，保證其完全覆蓋半水解絲瓜絡纖維素表面后，將其置于67℃下干燥7h，制備得絲瓜絡石墨復合材料；將上述制備的絲瓜絡石墨復合材料置于馬弗爐中，在400℃下預熱12min后，將熔融鋁液在0.3MPa，自上而下澆筑至預熱后的絲瓜絡石墨復合材料表面，待其靜置流延12min后，停止加壓并撤去加熱，使其靜置冷卻至室溫，即可制備得一種高密度均一孔隙泡沫鋁。
實例3
首先收集成熟絲瓜，待其自然風干后，將其去皮并洗凈烘干，去除內籽得絲瓜絡，再按質量比1：5，將絲瓜絡與甲苯攪拌混合并置于三角燒瓶中，在65℃下水浴抽提8h，隨后過濾并收集濾餅，在80℃下干燥8h，制備得絲瓜絡纖維；按質量比1:5，將上述制備的絲瓜絡纖維與去離子水攪拌混合，并置于三角燒瓶中，隨后對三口燒瓶滴加甲苯質量相同的1mol/L次氯酸鈉溶液，控制滴加時間為15min；待滴加完成后，用冰醋酸溶液調節三角燒瓶中溶液pH至4.5，再在80℃下水浴加熱2h，待加熱完成后，對其過濾并收集濾餅，按質量比1:5，將濾餅與質量濃度5%半纖維素酶溶液攪拌混合，再在35℃下水解2h，隨后過濾并收集濾餅，制備得半水解絲瓜絡纖維；用粉末靜電噴槍將石墨粉均勻噴射至上述制備的半水解絲瓜絡纖維中，保證其完全覆蓋半水解絲瓜絡纖維素表面后，將其置于80℃下干燥8h，制備得絲瓜絡石墨復合材料；將上述制備的絲瓜絡石墨復合材料置于馬弗爐中，在500℃下預熱15min后，將熔融鋁液在0.4MPa，自上而下澆筑至預熱后的絲瓜絡石墨復合材料表面，待其靜置流延15min后，停止加壓并撤去加熱，使其靜置冷卻至室溫，即可制備得一種高密度均一孔隙泡沫鋁。