專利名稱：一種級配鉬粉結(jié)合熔滲制備MoCu梯度材料的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于材料制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種級配鉬粉結(jié)合熔滲制備MoCu梯度材料的方法。
背景技術(shù)：
目前，MoCu梯度復(fù)合材料的主要制備方法是機(jī)械合金化法和燒結(jié)熔滲法。由于機(jī)械合金化法易引入i^、0、c等雜質(zhì)，對材料的性能產(chǎn)生了較大影響。液相燒結(jié)法難制得高致密材料，帶有較大的孔隙，使導(dǎo)熱系數(shù)及其他性能降低。不同粒徑鉬粉級配結(jié)合熔滲法可制備出高強(qiáng)高致密的鉬銅梯度復(fù)合材料，材料具有優(yōu)良的物理力學(xué)性能。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種級配鉬粉結(jié)合熔滲制備MoCu梯度材料的方法，解決了現(xiàn)有方法制備的鉬銅梯度復(fù)合材料雜質(zhì)含量高或致密度低的問題。本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是，一種級配鉬粉結(jié)合熔滲制備MoCu梯度材料的方法， 該方法按以下步驟進(jìn)行步驟1 原料的選取選取銅粉和鉬粉，所述銅粉為100 500目，純度不小于99. 9 %的電解銅粉，所述鉬粉由鉬粉A和鉬粉B組成，鉬粉A為粒徑為5 μ m,純度不小于99. 9%的鉬粉，鉬粉B為粒徑為15 μ m，純度不小于99. 9%的鉬粉；步驟2:混粉將步驟1中選取的鉬粉A與鉬粉B按所需比例級配，配好的鉬粉與銅粉按照質(zhì)量百分比80% 20%的比例放入混料機(jī)中進(jìn)行混粉；將步驟1中選取的鉬粉B與銅粉按照質(zhì)量百分比60% 40%的比例放入混料機(jī)中進(jìn)行混粉；2次混粉過程中在混料機(jī)中均按鉬粉與銅粉總質(zhì)量的2 5%添加無水乙醇，均在混料機(jī)中混合4 8小時；步驟3 壓制依次將2份經(jīng)步驟2混合均勻后的粉料按照Cu粉含量遞減的次序逐層鋪入模具中，進(jìn)行單向模壓，壓強(qiáng)為200 500MPa，壓制時間為35 50秒；步驟4:燒結(jié)將步驟3壓制好的坯料與紫銅塊一同放入坩堝內(nèi)，并置于氣氛燒結(jié)爐中，在氫氣保護(hù)下以不大于10°c /分鐘的升溫速度從室溫升到850°C 1000°C，并保溫35 50分鐘， 再以不大于20°C /分鐘的升溫速度將溫度升到1250°C 1400°C，并保溫1 4小時，即制成鉬銅梯度材料。本發(fā)明的特點還在于，步驟4中紫銅塊添加量為坯料質(zhì)量的2倍。本發(fā)明的方法操作簡單，可制備得到顯微組織與性能呈梯度變化的鉬銅梯度材料，該材料組織與性能沿厚度方向呈梯度變化，結(jié)構(gòu)致密可同時滿足與基板的封接和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)說明。本發(fā)明提供了一種級配鉬粉結(jié)合熔滲制備MoCu梯度材料的方法，采用不同粒徑鉬粉級配結(jié)合熔滲法制備MoCu梯度復(fù)合材料，該方法按以下步驟進(jìn)行步驟1:原料的選取選取銅粉和鉬粉，所述銅粉為100 500目，純度不小于99. 9 %的電解銅粉，所述由鉬粉A和鉬粉B組成，鉬粉A為粒徑為5 μ m,純度不小于99. 9 %的鉬粉，鉬粉B為粒徑為 15 μ m,純度不小于99. 9%的鉬粉，其中鉬粉與電解銅粉存放時間均不超過六個月；步驟2:混粉將步驟1中選取的鉬粉A與鉬粉B按所需比例級配，配好的鉬粉與銅粉按照質(zhì)量百分比80% 20%與銅粉放入混料機(jī)中進(jìn)行混粉；將步驟1中選取的鉬粉B與銅粉按照質(zhì)量百分比60% 40%放入混料機(jī)中進(jìn)行混粉；2次混粉過程中在混料機(jī)中均按鉬粉與銅粉總質(zhì)量的2 5%添加無水乙醇，均在混料機(jī)中混合4 8小時；步驟3 壓制依次將2份經(jīng)步驟2混合均勻后的粉料按照Cu粉含量遞減的次序逐層鋪入模具中，進(jìn)行單向模壓，壓強(qiáng)為200 500MPa，壓制時間為35 50秒；步驟4 燒結(jié)將步驟3壓制好的坯料與紫銅塊一同放入坩堝內(nèi)，紫銅塊添加量為坯料質(zhì)量的2倍，并置于氣氛燒結(jié)爐中，在氫氣保護(hù)下以不大于10°C /分鐘的升溫速度從室溫升到850°C 1000°C，并保溫35 50分鐘，再以不大于20°C /分鐘的升溫速度將溫度升到 1250°C 1400°C，并保溫1 4小時，即制成鉬銅梯度材料。實施例1選取粒徑為5 μ m，純度不小于99. 9%的鉬粉A，存放不超過六個月；選取粒徑為 15 μ m的鉬粉B，純度大于99. 9%;選取100目 500目的電解銅粉，純度大于99. 9%，存放不超過六個月；先配制MoCu20梯度層的粉末，選鉬粉A與鉬粉B的比例為1 1，按照質(zhì)量百分比將上述鉬粉與銅粉以80% 20%比例混合，在混料機(jī)內(nèi)按鉬粉、銅粉總質(zhì)量的2%添加無水乙醇，混制4小時；再配制MoCu40粉末，選取鉬粉B，按照質(zhì)量百分比將上述鉬粉與銅粉以60% 40%的比例混合，在混料機(jī)內(nèi)按鉬粉、銅粉總質(zhì)量的2%添加無水乙醇，混制4小時；將混合均勻后的粉料進(jìn)行逐層鋪入模具，先鋪MoCu40層粉，再鋪MoCu20層粉，最后進(jìn)行單向模壓，壓強(qiáng)為200MPa，壓制時間為35秒；然后將壓制好的坯料放入坩堝中并加入紫銅塊(紫銅塊添加量為生坯質(zhì)量的2倍)，并置于氣氛燒結(jié)爐中，在氫氣保護(hù)下以7°C / 分鐘的升溫速度從室溫升到850°C，并保溫35分鐘，再以17°C /分鐘的升溫速度將溫度升到1250°C，并保溫1小時，即制成MoCu20/MoCu40兩層鉬銅梯度材料；最后對燒結(jié)好的鉬銅梯度材料進(jìn)行機(jī)加工。實施例2
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選取粒徑為5 μ m，純度不小于99. 9%的鉬粉A，存放不超過六個月；選取粒徑為 15 μ m的鉬粉B，純度不小于99. 9%;選取100目 500目的電解銅粉，純度大于99. 9%，存放不超過六個月；先配制MoCu20梯度層的粉末，選鉬粉A與鉬粉B的比例為2 1，按照質(zhì)量百分比將上述鉬粉與銅粉以80% 20%比例混合，在混料機(jī)內(nèi)按鉬粉、銅粉總質(zhì)量的3%添加無水乙醇，混制6小時；再配制MoCu40粉末，選取鉬粉B，按照質(zhì)量百分比將上述鉬粉與銅粉以60% 40%的比例混合，在混料機(jī)內(nèi)按鉬粉、銅粉總質(zhì)量的3%添加無水乙醇，混制6小時；將混合均勻后的粉料進(jìn)行逐層鋪入模具，先鋪MoCu40層粉，再鋪MoCu20層粉，最后進(jìn)行單向模壓，壓強(qiáng)300MPa，壓制時間為40秒；然后將壓制好的坯料放入坩堝中并加入紫銅塊(紫銅塊添加量為生坯質(zhì)量的2倍)，并置于氣氛燒結(jié)爐中，在氫氣保護(hù)下以8°C / 分鐘的升溫速度從室溫升到900°C，并保溫40分鐘，再以18°C /分鐘的升溫速度將溫度升到1300°C，并保溫2小時，即制成MoCu20/MoCu40兩層鉬銅梯度材料；最后對燒結(jié)好的鉬銅梯度材料進(jìn)行機(jī)加工。實施例3選取粒徑為5 μ m，純度大于99. 9%的鉬粉A，存放不超過六個月；純度不小于 99. 9%的鉬粉B ；選取100目的電解銅粉，純度大于99. 9%，存放不超過六個月；先配制MoCu20梯度層的粉末，選鉬粉A與鉬粉B的比例為3 1，按照質(zhì)量百分比將上述鉬粉與銅粉以80% 20%比例混合，在混料機(jī)內(nèi)按鉬粉、銅粉總質(zhì)量的4%添加無水乙醇，混制7小時；再配制MoCu40粉末，選取鉬粉B，按照質(zhì)量百分比將上述鉬粉與銅粉以60% 40%的比例混合，在混料機(jī)內(nèi)按鉬粉、銅粉總質(zhì)量的4%添加無水乙醇，混制7小時；將混合均勻后的粉料進(jìn)行逐層鋪入模具，先鋪MoCu40層粉，再鋪MoCu20層粉，最后進(jìn)行單向模壓，壓強(qiáng)400MPa，壓制時間為45秒；然后將壓制好的坯料放入坩堝中并加入紫銅塊(紫銅塊添加量為生坯質(zhì)量的2倍)，并置于氣氛燒結(jié)爐中，在氫氣保護(hù)下以9°C / 分鐘的升溫速度從室溫升到950°C，并保溫45分鐘，再以19°C /分鐘的升溫速度將溫度升到1350°C，并保溫3小時，即制成MoCu20/MoCu40兩層鉬銅梯度材料；最后對燒結(jié)好的鉬銅梯度材料進(jìn)行機(jī)加工。實施例4選取粒徑為5 μ m,純度大于99. 9%的鉬粉A，存放不超過六個月；粒徑為15 μ m的鉬粉B，純度大于99. 9% ；選取100目的電解銅粉，純度大于99.9%，存放不超過六個月；先配制MoCu20梯度層的粉末，選鉬粉A與鉬粉B的比例為4 1，按照質(zhì)量百分比將上述鉬粉與銅粉以80% 20%比例混合，在混料機(jī)內(nèi)按鉬粉、銅粉總質(zhì)量的5%添加無水乙醇，混制8小時；再配制MoCu40粉末，選取鉬粉B，按照質(zhì)量百分比將上述鉬粉與銅粉以60% 40%的比例混合，在混料機(jī)內(nèi)按鉬粉、銅粉總質(zhì)量的5%添加無水乙醇，混制8小時；將混合均勻后的粉料進(jìn)行逐層鋪入模具，先鋪MoCu40層粉，再鋪MoCu20層粉，最后進(jìn)行單向模壓，壓強(qiáng)500MPa，壓制時間為50秒；然后將壓制好的坯料放入坩堝中并加入紫銅塊(紫銅塊添加量為生坯質(zhì)量的2倍)，并置于氣氛燒結(jié)爐中，在氫氣保護(hù)下以10°C /分鐘的升溫速度從室溫升到1000°c，并保溫50分鐘，再以20°C /分鐘的升溫速度將溫度升到1400°C，并保溫4小時，即制成MoCu20/MoCu40兩層鉬銅梯度材料；最后對燒結(jié)好的鉬銅梯度材料進(jìn)行機(jī)加工。本發(fā)明所制備的鉬銅梯度材料與傳統(tǒng)方法制備的鉬銅梯度材料的性能對比見表1 所示。表1本發(fā)明所制備MoCu梯度材料和傳統(tǒng)方法制備的MoCu梯度材料的性能對比
權(quán)利要求
1.一種級配鉬粉結(jié)合熔滲制備MoCu梯度材料的方法，其特征在于，該方法按以下步驟進(jìn)行步驟1 原料的選取選取銅粉和鉬粉，所述銅粉為100 500目，純度不小于99. 9%的電解銅粉，所述鉬粉由鉬粉A和鉬粉B組成，鉬粉A為粒徑為5 μ m,純度不小于99. 9 %的鉬粉，鉬粉B為粒徑為 15 μ m，純度不小于99. 9%的鉬粉； 步驟2 混粉將步驟1中選取的鉬粉A與鉬粉B按所需比例級配，配好的鉬粉與銅粉按照質(zhì)量百分比80% 20%的比例放入混料機(jī)中進(jìn)行混粉；將步驟1中選取的鉬粉B與銅粉按照質(zhì)量百分比60% 40%的比例放入混料機(jī)中進(jìn)行混粉；2次混粉過程中在混料機(jī)中均按鉬粉與銅粉總質(zhì)量的2 5%添加無水乙醇，均在混料機(jī)中混合4 8小時； 步驟3 壓制依次將2份經(jīng)步驟2混合均勻后的粉料按照Cu粉含量遞減的次序逐層鋪入模具中，進(jìn)行單向模壓，壓強(qiáng)為200 500MPa，壓制時間為35 50秒； 步驟4 燒結(jié)將步驟3壓制好的坯料與紫銅塊一同放入坩堝內(nèi)，并置于氣氛燒結(jié)爐中，在氫氣保護(hù)下以不大于10°C /分鐘的升溫速度從室溫升到850°C 1000°C，并保溫35 50分鐘，再以不大于20°C /分鐘的升溫速度將溫度升到1250°C 1400°C，并保溫1 4小時，即制成鉬銅梯度材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，步驟4中紫銅塊添加量為坯料質(zhì)量的2倍。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種級配鉬粉結(jié)合熔滲制備MoCu梯度材料的方法，先選取鉬粉和電解銅粉；將鉬粉A與鉬粉B按一定的比例級配，與銅粉進(jìn)行混粉，混好的鉬粉與銅粉按照質(zhì)量百分比80％∶20％進(jìn)行混粉；將鉬粉B與銅粉按照質(zhì)量百分比60％∶40％進(jìn)行混粉，放入混料機(jī)中，2次混粉過程中均按粉料總質(zhì)量的2～5％添加無水乙醇，在混料機(jī)中混合；依次將2份混合均勻后的粉料按Cu粉含量遞減的次序逐層鋪入模具中進(jìn)行單向模壓，制好的坯料與紫銅塊一同放入坩堝內(nèi)，并置于氣氛燒結(jié)爐中，在氫氣保護(hù)下2次升溫后即制成鉬銅梯度材料；最后進(jìn)行機(jī)加工。解決了現(xiàn)有方法制備的鉬銅梯度復(fù)合材料雜質(zhì)含量高及致密度低的問題。
文檔編號C22C27/04GK102424918SQ20111040280
公開日2012年4月25日 申請日期2011年12月6日 優(yōu)先權(quán)日2011年12月6日
發(fā)明者張尼娜, 楊曉紅, 梁淑華, 武洲, 肖鵬 申請人:西安理工大學(xué)