本发明涉及特种材料，尤其涉及一种基于高温浸渍工艺成形的网络陶瓷/金属复合构件制造工艺。
背景技术：
1、近年来，防护装甲的强度需求以及装备的轻量化需求具有同等重要的地位，开发一类具有高比强度的高性能装甲以满足多元化作战需求成为装甲防护领域的重要研究方向。从材料角度，在面对机动性和防护性能之间的矛盾，铝制装甲是目前使用较多的轻量化装甲材料，其兼具高强度与低密度的特点，可以提供适合的抗穿甲弹侵彻能力，同时不易破碎，适合抵御破片攻击。陶瓷相对铝合金密度更小，并且具有高硬度的特点，但其本身较脆。对于装甲材料“高硬度、高强度、高韧性、低密度”的要求，没有任何一种均质单相材料能够同时满足。陶瓷和铝合金构成的陶瓷/金属复合装甲，是将韧性材料和高硬度的脆性材料结合到一起，具有良好的抗弹效果，并且可以有效减轻装甲质量，既可满足装甲抗单发弹能力要求，又可提高其抗多发弹能力。然而常见的陶瓷/金属复合防护结构都是简单的叠层结构，可以通过添加二维过渡层以改善陶瓷-金属界面特性，但该方法不适合于三维空间连续的陶瓷/金属复合结构。
技术实现思路
1、本发明针对现有技术中存在的问题，提出一种基于高温浸渍工艺成形的网络陶瓷/金属复合构件制造工艺。本发明的技术方案如下：
2、一种多孔陶瓷基体的制备方法，其特征在于，所述方法的步骤如下：
3、步骤一、建模：设计不同孔径的多孔结构，进行陶瓷多孔基体建模；
4、步骤二、浆料制备：将氧化铝陶瓷粉体与氧化铜通过化学共沉淀法获得混合陶瓷粉体，将获得的混合陶瓷粉体、氧化铝粉体加入光敏树脂和分散剂，在行星球磨机中混合获得均匀的浆料；
5、步骤三、坯体成形：将步骤一建立的模型导入光固化3d打印机，将步骤二得到的浆料置入打印机中，通过光固化成形的方法获得陶瓷坯体，将坯体置入酒精中超声清洗5min，去除表面未固化的浆料，之后置入紫外风干机中固化风干10min，降低坯体的内应力；
6、步骤四、脱脂烧结：将步骤三获得的陶瓷坯体脱脂烧结，随炉冷却后取出，获得多孔陶瓷基体。
7、进一步的，所述步骤一中的不同孔径的多孔结构可以是晶格点阵结构、tpms结构、voronoi结构。
8、进一步的，所述步骤二中混合陶瓷粉体与氧化铝的质量比为4：96，粉体总质量与光敏树脂质量比为2.5：1，分散剂添加量为粉体总质量的2％，行星球磨机转速为60rpm，球磨时间为60min。
9、进一步的，所述步骤四中的脱脂烧结工艺参数为：脱脂阶段升温速率为0.5℃/min，保温平台为90℃、120℃、160℃、240℃、340℃、410℃、500℃、600℃，分别保温120min；烧结阶段升温速率为3℃/min，在1600℃保温120min。
10、进一步的，一种基于高温浸渍工艺成形的网络陶瓷/金属复合构件制造工艺，其特征在于，所述方法的步骤如下：
11、步骤一、前处理：称取一定质量的铝合金颗粒使用碳化硅粉末进行研磨并浸入酒精中使用超声波清洗去除表面的氧化层；
12、步骤二、装载：将步骤一所得铝合金颗粒置于多孔陶瓷基体顶部一起放入石墨坩埚，装填进炉中并放上氧化锆加载块；
13、步骤三、洗气：关闭炉膛进气口，开启真空泵从排气口抽气至气压接近真空，关闭真空泵并从进气口冲入氩气达到一个标准大气压，将以上操作循环两遍；
14、步骤四、高温浸渍：以20℃/min的升温速率将坩埚以及内部的陶瓷和金属颗粒升温至700℃，并保温10min，随后在加载力下将熔融铝合金缓慢压入多孔陶瓷基体的连通孔隙内，之后缓慢降至室温。
15、步骤五、后处理；采用固溶及时效处理，消除陶瓷/金属复合构件的内应力，稳定微观结构。
16、进一步的，所述步骤五中的固溶处理工艺为470℃温度下保温10h，随后的时效处理工艺为140℃下保温24h。
17、进一步的，所述的一种基于高温浸渍工艺成形的网络陶瓷/金属复合构件制造工艺，可以根据工作环境设计网络陶瓷/金属复合防护单元中多孔陶瓷基体的孔隙率，调控陶瓷/金属比例。
18、与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
19、本发明通过三维建模软件设计可以调控不同孔径尺寸的多孔结构，包括晶格点阵结构、tpms结构、voronoi结构，是优异的具备高抗冲击性、高吸能和轻量化的结构；其中tpms结构有更高的弹性模量，可减小陶瓷结构在承载过程的变形，voronoi结构具有更高的抗压强度。
20、本发明采用的坯体成形工艺是光固化成形技术，该技术可以支撑复杂结构的成形，且可以保证材料在坯体中的均匀性，其后续的热处理工艺保证最终样件具备较低的内应力，已在核防护装置、通讯领域等方面获得应用。
21、本发明采用的高温浸渍工艺可以保证熔融金属铝在多孔陶瓷基体孔隙内均匀分布，并且添加的氧化铜添加剂在高温浸渍过程可以形成cualo2第二相，在陶瓷-金属界面作为过渡相，贯穿两材料，加强了界面结合强度，实现了陶瓷-金属三维连续的陶瓷/金属复合结构。
1.一种多孔陶瓷基体的制备方法，其特征在于，所述方法的步骤如下
2.一种基于高温浸渍工艺成形的网络陶瓷/金属复合构件制造工艺，其特征在于，所述方法的步骤如下
3.进一步的，根据权利要求1所述的一种多孔陶瓷基体的制备方法，其特征在于，所述步骤一中的不同孔径的多孔结构包括晶格点阵结构、tpms结构、voronoi结构。
4.进一步的，根据权利要求1所述的一种多孔陶瓷基体的制备方法，其特征在于，所述步骤二中陶瓷粉体可以是氧化铝，添加剂为氧化铜，在氧化铝烧结时生成液相，促进物质传递和基体内部结构致密。
5.进一步的，根据权利要求1所述的一种多孔陶瓷基体的制备方法，其特征在于，所述步骤二中的粉体混合方法为化学共沉淀法，其相较于球磨混合法能将氧化铝包覆在氧化铜表面，减小氧化铜在光固化过程的光吸收。
6.进一步的，根据权利要求2所述的一种基于高温浸渍工艺成形的网络陶瓷/金属复合构件制造工艺，其特征在于，所述的步骤三，为避免高温状态下相较于陶瓷支架熔点较低的金属与氧气反应氧化，采取0.1mpa氩气氛围完成本步所述工序，为避免金属内部出现气泡和缺陷，在陶瓷支架和金属锭上方放置氧化锆加载块，一并置于模具中。
7.进一步的，根据权利要求2所述的一种基于高温浸渍工艺成形的网络陶瓷/金属复合构件制造工艺，其特征在于，所述步骤四中的保温温度根据差示扫描量热(dsc)分析确认铝合金浸渍温度为700℃，所述加载力为3mpa、1mm/min，确保熔融铝合金将多孔陶瓷坯体均匀浸没。
8.进一步的，根据权利要求2所述的一种基于高温浸渍工艺成形的网络陶瓷/金属复合构件制造工艺，其特征在于，所述步骤六中的固溶处理工艺为470℃温度下保温10h，随后的时效处理工艺为140℃下保温24h。
9.进一步的，根据权利要求2所述的一种高温浸渍工艺成形的网络陶瓷/金属复合构件的制备方法，其特征在于，所述网络陶瓷/金属复合构件添加的氧化铜在高温浸渍过程中形成贯穿陶瓷和金属两种材料的第二相，提高了陶瓷-金属的界面结合强度。
