[發明專利]一種制備ZrB2-Cu復合粉末的方法

在審

• 申請號: 201410754464.1
• 申請日: 2014-12-11
• 公開（公告）號: CN104651815A
• 公開（公告）日: 2015-05-27
• 發明（設計）人: 裴潔
• 申請（專利權）人: 裴潔
• 主分類號: C23C18/40
• 分類號: C23C18/40;B22F9/24
• 代理公司: 西安億諾專利代理有限公司61220
• 代理人: 康凱

技術領域

本發明屬于陶瓷/金屬復合材料制備領域。

背景技術

ZrB₂-Cu復合材料是由高熔點、高硬度的ZrB2和高導熱、導電性能的Cu所形成的互不相溶的陶瓷/金屬復合材料。此復合材料具有陶瓷和金屬的雙重特性，可以大大提高材料的耐磨、抗電弧侵蝕能力，是兼具高導電率、高耐磨性能、一定的機械與力學強度于一體的電接觸材料。目前國內對制備二硼化鋯陶瓷與金屬銅復合材料的研究甚少，Venkateswaran?T等人采用放電等離子燒結(SPS)制各了具有較高硬度和斷裂韌性的ZrB₂-6％Cu(質量分數)復合材料，由于Cu的加入顯著提高了材料的導電性。Norasetthekul?S等人在Ar氣氛保護下1700℃燒結制得ZrB₂陶瓷骨架，然后在1200℃下無壓浸滲Cu制備ZrB₂-Cu復合材料用作電火花加工電極，相比于Cu、石墨和W-Cu電極，ZrB₂-Cu復合材料顯示了更大的材料去除率及低的電極損耗率。然而，由于ZrB₂與Cu的潤濕性差，兩相分布難以均勻，兩相界面結合弱，復合材料的性能較低。

發明內容

本發明的目的是提供一種ZrB₂-Cu復合粉末內部兩相結合好的ZrB₂-Cu復合粉末的制備方法。

本發明通過以下技術方案予以實現：一種制備ZrB₂-Cu復合粉末的方法，包括ZrB₂預處理和化學鍍銅兩步驟；

所述ZrB₂預處理步驟為，將ZrB₂粉浸泡在稀鹽酸溶液中清洗粗化20?min，用去離子水清洗3次，然后把ZrB₂粉浸泡在SnCl2溶液敏化20?min，用去離子水清洗3次，最后將ZrB₂粉浸泡在PdCl₂溶液中活化40min，用去離子水清洗3次，預處理過程都是在磁力攪拌器中完成的，其預處理過程中，鹽酸濃度為100ml/L，SnCl₂+HCl為30g/L+25ml/L,PdCl₂+HCl為0.7g/L+30ml/L；

所述化學鍍銅步驟為，鍍液由主鹽CuS0₄·5H₂0，還原劑HCHO，絡合劑Na₂EDTA，穩定劑2,2’-吡啶，pH調節劑NaOH所組成，將15g預處理后的ZrB₂粉放入200mL鍍液中，采用磁力恒溫攪拌器進行化學鍍實驗，施鍍過程中以甲醛為還原劑的化學鍍銅對PH依賴性很強，溶液pH值必須達到11以上，因此，調節鍍液PH值在12～13之間，才具有足夠的還原作用，選擇施鍍溫度在30～70℃，主鹽濃度5～15g/L，還原劑濃度12～28ml/L進行實驗，絡合劑Na₂EDTA用量為30g/L，其作用是與Cu²⁺形成配合物，降低游離Cu²⁺的濃度；穩定劑2，2’-聯吡啶用量在0.05g/L，其作用是抑制鍍液自分解并吸附在固體表面，化學鍍后用去離子水清洗3次，而后乙醇洗1次放入真空干燥箱，干燥溫度40℃，時間6h,得到ZrB₂-Cu復合粉末。

優選地，所述化學鍍銅步驟中國，主鹽CuS0₄·5H₂0濃度為10g/L，甲醛濃度20ml/L，施鍍溫度為50℃

本發明具有如下有益效果：

采用本發明所述方法制備的復合粉體分散性好，銅鍍層結晶性良好無雜相，鍍層表面由細小的金屬球狀顆粒隨機堆積而成，鍍層致密、均勻、平整光滑。

具體實施方式

下面結合具體實施例對本發明做進一步說明。

具體實施例：本發明所述制備過程包括ZrB₂預處理和化學鍍銅兩步驟；