一種銅基復(fù)合材料的制備方法、及銅基復(fù)合材料的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種銅基復(fù)合材料的制備方法，依次包括：步驟一、稱取原料將所述原料進行球磨，混合時間為3小時，得到球磨后的混合粉末；步驟二、將所述步驟一制備的混合粉末在500Mpa的壓力下壓制；得到坯料；步驟三、將所述步驟二制備的坯料進行二期燒結(jié)，得到本發(fā)明所述的銅基復(fù)合材料。本發(fā)明方法采用特定的配方和工藝，制備得到的銅基復(fù)合材料不僅具有優(yōu)越的力學性能和耐磨損性能，而且具有優(yōu)良的導電性和導熱率。
【專利說明】一種銅基復(fù)合材料的制備方法、及銅基復(fù)合材料
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于銅基復(fù)合材料的【技術(shù)領(lǐng)域】，具體地，涉及一種銅基復(fù)合材料的制備方法、以及該制備方法制備得到的銅基復(fù)合材料。
【背景技術(shù)】
[0002]銅和銅合金是傳統(tǒng)的高導電、導熱材料，在電器、電子等工業(yè)部門有著許多重要的用途，由于強度和耐熱性不足，銅及銅合金的應(yīng)用受到很大的限制，銅合金強度的提高在很大程度上都是以犧牲導電率為代價。銅基復(fù)合材料不僅強度高、導電性與導熱性與純銅或銅合金相近，而目還有良好的抗電弧侵蝕和抗磨損能力及較高的強度，是一類具有優(yōu)良綜合性能的新型結(jié)構(gòu)功能一體化材料。
[0003]隨著應(yīng)用范圍的擴大，對銅基復(fù)合材料的性能也提出了更高的要求，例如希望在具有高耐磨性和高模量的的同時，具有更高的強度和足夠的塑韌性，有時候還希望在提高力學性能的同時改善其摩擦磨損性能。這就要求在材料體系的成分設(shè)計、制備工藝路線與參數(shù)控制等方面加以系統(tǒng)考慮和創(chuàng)新。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種銅基復(fù)合材料的制備方法、以及由該制備方法制備得到的銅基復(fù)合材料。本發(fā)明方法采用特定的配方和工藝，制備得到的銅基復(fù)合材料不僅具有優(yōu)越的力學性能和耐磨損性能，而且具有優(yōu)良的導電性和導熱率。
[0005]本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是:一種銅基復(fù)合材料的制備方法，可以依次包括如下的步驟:
[0006]步驟一、稱取以下重量份數(shù)的原料:2份的短纖維，15份的增強體顆粒，100份的銅粉；將所述原料進行球磨，混合時間為3小時，得到球磨后的混合粉末；
[0007]其中，所述銅粉的粉末粒度為200目；所述短纖維為碳納米管和SiC晶須按照質(zhì)量比例1:2混合的混合物；所述增強體顆粒為氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、碳化硅按照質(zhì)量比例2:1:1:1混合的混合物；
[0008]步驟二、將所述步驟一制備的混合粉末在500Mpa的壓力下壓制；得到坯料；
[0009]步驟三、將所述步驟二制備的坯料進行二期燒結(jié)，所述二期燒結(jié)包括前期燒結(jié)和后期燒結(jié):前期燒結(jié)為真空燒結(jié)，先對爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度在0.1Pa以下，然后對爐內(nèi)進行加熱，在溫度為800°C下保溫3小時；后期燒結(jié)為IS氣氣氛燒結(jié),充入IS氣,使壓強達到40Mpa，在溫度900°C保溫I小時；得到本發(fā)明所述的銅基復(fù)合材料。
[0010]所述步驟一的球磨在三維振動球磨機中進行,球磨時振動頻率為1400次/min。
[0011]所述銅粉的純度為99.9%。
[0012]本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有如下優(yōu)點:本發(fā)明方法采用特定的配方和工藝，制備得到的銅基復(fù)合材料不僅具有優(yōu)越的力學性能和耐磨損性能，而且具有優(yōu)良的導電性和導熱率。
【具體實施方式】
[0013]為了更好地理解本發(fā)明的內(nèi)容，下面結(jié)合具體實施例作進一步說明。應(yīng)理解，這些實施例僅用于對本發(fā)明進一步說明，而不用于限制本發(fā)明的范圍。此外應(yīng)理解，在閱讀了本發(fā)明所述的內(nèi)容后，該領(lǐng)域的技術(shù)人員對本發(fā)明作出一些非本質(zhì)的改動或調(diào)整，仍屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0014]實施例
[0015]實施例1
[0016]一種銅基復(fù)合材料的制備方法，依次包括如下的步驟:
[0017]步驟一、稱取以下重量份數(shù)的原料:2份的短纖維，15份的增強體顆粒，100份的銅粉；將所述原料進行球磨，混合時間為3小時，得到球磨后的混合粉末；所述銅粉的純度為99.9% ;所述步驟一的球磨在三維振動球磨機中進行,球磨時振動頻率為1400次/min ；
[0018]其中，所述銅粉的粉末粒度為200目；所述短纖維為碳納米管和SiC晶須按照質(zhì)量比例1:2混合的混合物；所述增強體顆粒為氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、碳化硅按照質(zhì)量比例2:1:1:1混合的混合物；
[0019]步驟二、將所述步驟一制備的混合粉末在500Mpa的壓力下壓制；得到坯料；
[0020]步驟三、將所述步驟二制備的坯料進行二期燒結(jié)，所述二期燒結(jié)包括前期燒結(jié)和后期燒結(jié):前期燒結(jié)為真空燒結(jié)，先對爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度在0.1Pa以下，然后對爐內(nèi)進行加熱，在溫度為800°C下保溫3小時；后期燒結(jié)為IS氣氣氛燒結(jié),充入IS氣,使壓強達到40Mpa，在溫度900°C保溫I小時；得到本發(fā)明所述的銅基復(fù)合材料。
[0021]對實施例1制備的產(chǎn)品進行性能測試:硬度110N/mm2，導電性5.9 X 107 Ω-1.m S導熱率220w/mk，平均摩擦系數(shù)0.05。
[0022]實施例2
[0023]本實施例與實施例1基本相同，其區(qū)別僅僅在于，所述步驟一中，所述增強體顆粒為氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、碳化硅按照質(zhì)量比例1:1:1:1混合的混合物。
[0024]對實施例2制備的產(chǎn)品進行性能測試:硬度95N/mm2，導電性5.0X 107 Ω -1.πΓS導熱率200w/mk，平均摩擦系數(shù)0.07。
[0025]實施例3
[0026]本實施例與實施例1基本相同，其區(qū)別僅僅在于，所述步驟一中，所述增強體顆粒為氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、碳化硅按照質(zhì)量比例4:1:1:1混合的混合物。
[0027]對實施例3制備的產(chǎn)品進行性能測試:硬度98N/mm2，導電性5.1 X 107 Ω -1.πΓS導熱率190w/mk，平均摩擦系數(shù)0.10。
[0028]實施例4
[0029]本實施例與實施例1基本相同，其區(qū)別僅僅在于，所述步驟一中，所述增強體顆粒為二氧化硅、二氧化鈦、碳化硅按照質(zhì)量比例1:1:1混合的混合物。
[0030]對實施例4制備的產(chǎn)品進行性能測試:硬度90N/mm2，導電性4.9X 107 Ω -1.πΓS導熱率198w/mk，平均摩擦系數(shù)0.09。
[0031]實施例5
[0032]本實施例與實施例1基本相同，其區(qū)別僅僅在于，所述步驟一中，所述增強體顆粒為氧化鋁、二氧化鈦、碳化硅按照質(zhì)量比例2:1:1混合的混合物。
[0033]對實施例5制備的產(chǎn)品進行性能測試:硬度80N/mm2，導電性4.8X 107 Ω -1.πΓS導熱率200w/mk，平均摩擦系數(shù)0.06。
[0034]實施例6
[0035]本實施例與實施例1基本相同，其區(qū)別僅僅在于，所述步驟一中，所述增強體顆粒為氧化鋁、二氧化硅、碳化硅按照質(zhì)量比例2:1:1混合的混合物。
[0036]對實施例6制備的產(chǎn)品進行性能測試:硬度110N/mm2，導電性5.5X 107 Ω-1.m S導熱率210w/mk，平均摩擦系數(shù)0.08。
[0037]實施例7
[0038]本實施例與實施例1基本相同，其區(qū)別僅僅在于，所述步驟一中，所述增強體顆粒為氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦按照質(zhì)量比例2:1:1混合的混合物。
[0039]對實施例7制備的產(chǎn)品進行性能測試:硬度110N/mm2，導電性5.2X 107 Ω-1.m S導熱率203w/mk，平均摩擦系數(shù)0.1。
[0040]如上所述，便可以較好地實現(xiàn)本發(fā)明。
【權(quán)利要求】
1.一種銅基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，可以依次包括如下的步驟: 步驟一、稱取以下重量份數(shù)的原料:2份的短纖維，15份的增強體顆粒，100份的銅粉；將所述原料進行球磨，混合時間為3小時，得到球磨后的混合粉末； 其中，所述銅粉的粉末粒度為200目；所述短纖維為碳納米管和SiC晶須按照質(zhì)量比例1:2混合的混合物；所述增強體顆粒為氧化鋁、二氧化硅、二氧化鈦、碳化硅按照質(zhì)量比例2:1:1:1混合的混合物； 步驟二、將所述步驟一制備的混合粉末在500Mpa的壓力下壓制；得到坯料； 步驟三、將所述步驟二制備的坯料進行二期燒結(jié)，所述二期燒結(jié)包括前期燒結(jié)和后期燒結(jié):前期燒結(jié)為真空燒結(jié)，先對爐內(nèi)抽真空，保證爐體內(nèi)的真空度在0.1Pa以下，然后對爐內(nèi)進行加熱，在溫度為800°C下保溫3小時；后期燒結(jié)為氬氣氣氛燒結(jié)，充入氬氣，使壓強達到40Mpa，在溫度900°C保溫I小時；得到本發(fā)明所述的銅基復(fù)合材料。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述步驟一的球磨在三維振動球磨機中進行，球磨時振動頻率為1400次/min。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的銅基復(fù)合材料的制備方法，其特征在于，所述銅粉的純度為99.9%。
4.銅基復(fù)合材料，采用上述任意一項權(quán)利要求制備得到。
【文檔編號】C22C49/02GK104404404SQ201410719579
【公開日】2015年3月11日 申請日期:2014年12月2日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月2日
【發(fā)明者】姚國強 申請人:寧波新睦新材料有限公司