1.一种微纳米级炭纤维增强的铁基复合材料,其特征在于:包括以下重量份数的原料:
2~3份稻壳纤维,3~5份固化剂,100~120份纳米铁粉,2~3份乳化剂,1~2份有机酸,1~2份牡蛎壳粉,10~20份去离子水。
2.根据权利要求1所述的一种微纳米级炭纤维增强的铁基复合材料,其特征在于:所述铁基复合材料还包括以下重量份数的原料:20~30份有机硅树脂,3~5份淀粉。
3.根据权利要求2所述的一种微纳米级炭纤维增强的铁基复合材料,其特征在于:所述乳化剂为烷基酚聚氧乙烯醚,高碳脂肪醇聚氧乙烯醚,椰子油酸,脂肪酸或二乙醇胺中的任意一种;所述有机酸为硬脂酸,油酸或亚油酸中任意一种;所述有机硅树脂为聚甲基有机硅树脂,聚乙基有机硅树脂或聚芳基有机硅树脂中任意一种;所述淀粉为糯米淀粉,玉米淀粉,红薯淀粉,马铃薯淀粉或小麦淀粉中的任意一种。
4.根据权利要求3所述的一种微纳米级炭纤维增强的铁基复合材料,其特征在于:所述铁基复合材料包括以下重量份数的原料:3份稻壳纤维,5份固化剂,120份纳米铁粉,3份乳化剂,2份有机酸,2份牡蛎壳粉,20份去离子水,30份有机硅树脂,5份淀粉。
5.一种微纳米级炭纤维增强的铁基复合材料的制备方法,其特征在于:具体制备步骤如下:将稻壳纤维一次处理;
将步骤(1)所得物二次处理;
将步骤(2)所得物三次处理;
将步骤(3)所得物改性处理;
混料;
将步骤(5)所得物热压成型;
将步骤(6)所得物烧结。
6.根据权利要求5所述一种微纳米级炭纤维增强的铁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述铁基复合材料具体制备步骤如下:(1)将稻壳纤维与盐酸混合搅拌,静置,过滤,洗涤,干燥,得一次处理稻壳纤维;
(2)将一次处理稻壳纤维,二沉池污泥,蔗糖,水混合密闭发酵,接着加入硝酸铁溶液和乙酸铜,接着滴加草酸钾溶液,随后加入尿素溶液调节pH,过滤,冷冻,球磨,过筛,干燥,得二次处理稻壳纤维;
(3)将二次处理稻壳纤维与改性壳聚糖液,搅拌混合,接着加入硝酸钙溶液,冻融循环,过滤,洗涤,干燥,得三次处理稻壳纤维;
(4)将三次处理稻壳纤维置于炭化炉中,逐级升温,炭化,得改性稻壳纤维;
(5)将改性稻壳纤维,固化剂,纳米铁粉,乳化剂,有机酸,牡蛎壳粉,去离子水,有机硅树脂,淀粉,混合球磨,得球磨料;
(6)将球磨料热压成型,脱模,得坯料;
(7)将坯料置于烧结炉中,逐级升温,充氮烧结,得铁基复合材料。
7.根据权利要求6所述一种微纳米级炭纤维增强的铁基复合材料的制备方法,其特征在于:所述铁基复合材料具体制备过程如下:(1)将稻壳纤维与盐酸按质量比1:10~1:20置于1号烧杯中,于转速为300~500r/min条件下,混合搅拌40~60min,静置3~5h后,过滤,得1号滤渣,接着用冰醋酸将1号滤渣洗涤至洗涤液为中性,随后将洗涤后的1号滤渣置于烘箱中,于温度为105~110℃条件下,干燥至恒重,得一次处理稻壳纤维;
(2)按重量份数计,将20~30份一次处理稻壳纤维,1~2份二沉池污泥,0.3~0.5份蔗糖,30~50份水混合置于发酵釜中,于温度为30~35℃条件下,密闭发酵3~5天,接着想发酵釜中加入一次处理稻壳纤维质量0.3~0.5倍质量分数为10~20%的硝酸铁溶液和一次处理稻壳纤维质量0.03~0.05倍的乙酸铜,接着通胶头滴管向发酵釜中滴加一次处理稻壳纤维质量0.1~0.2倍质量分数为8~10%的草酸钾溶液,随后向发酵釜中加入质量分数为8~
10%的尿素溶液调节pH值7.4~7.6后,过滤,得2号滤渣,接着2号滤渣置于液氮中冷冻,得冷冻料,接着将冷冻料置于球磨机中球磨,过320的筛,得球磨冷冻料,接着将球磨冷冻料置于烘箱中,于温度为105~110℃条件下,干燥至恒重,得二次处理稻壳纤维;
(3)将二次处理稻壳纤维与改性壳聚糖液按质量比1:10~1:20置于混料机中,于转速为600~800r/min条件下,搅拌混合40~60min,接着向混料机中加入二次处理稻壳纤维质量0.1~0.2倍的质量分数为10~20%的硝酸钙溶液,得混合液,接着将混合液置于冰箱中,于温度为-1~-10℃条件下,冷冻6~8h后,得冷冻块,接着将冷冻块置于室温条件下至完全融化,冻融循环5~8次后,过滤,得3号滤渣,接着3号滤渣用去离子水洗涤5~8次,接着将洗涤后的3号滤渣置于烘箱中,于温度为105~110℃条件下,干燥至恒重,得三次处理稻壳纤维;
(4)将三次处理稻壳纤维置于炭化炉中,并以100~120mL/min的速率向炉内充入氮气,以8~10℃/min速率升温至650~750℃,于温度为650~750℃条件下,炭化3~5h后,随炉降至室温,得改性稻壳纤维;
(5)按重量份数计,将2~3份改性稻壳纤维,3~5份固化剂,100~120份纳米铁粉,2~3份乳化剂,1~2份有机酸,1~2份牡蛎壳粉,10~20份去离子水,20~30份有机硅树脂,3~5份淀粉置于球磨机中,混合球磨40~60min,得球磨料;
(6)将球磨料倒入模具中,接着将模具中成型机中,于温度为130~140℃,压力为20~
30MPa条件下,热压成型后,脱模,得坯料;
(7)将坯料置于烧结炉中,并以100~120mL/min的速率向炉内充入氮气,以10~15℃/min速率升温至1450~1550℃,于温度为1450~1550℃条件下,充氮烧结3~5h后,随炉降至室温,得铁基复合材料。
8.根据权利要求7所述一种微纳米级炭纤维增强的铁基复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(3)所述改性壳聚糖液的制备过程为:将壳聚糖与水按质量比1:50~1:100置于2号烧杯中,并用玻璃棒搅拌10~20min后,静置溶胀3~5h后,将2号烧杯置于数显测速恒温磁力搅拌器,于温度为90~95℃,转速为500~600r/min条件下,加热搅拌溶解40~60min,接着降温至30~35℃,随后向2号烧杯中加入壳聚糖质量0.01~0.02倍的壳聚糖酶,于温度为30~35℃,转速为300~500r/min条件下,加热搅拌酶解40~60min后,升温至90~95℃灭酶,即得改性壳聚糖液。