[發明專利]陶瓷顆粒局部增強金屬熱沉及其制備方法

無效

• 申請號: 201410832026.2
• 申請日: 2014-12-26
• 公開（公告）號: CN104493169A
• 公開（公告）日: 2015-04-08
• 發明（設計）人: 舒世立;佟存柱;單肖楠;汪麗杰;寧永強;王立軍
• 申請（專利權）人: 中國科學院長春光學精密機械與物理研究所
• 主分類號: B22F3/16
• 分類號: B22F3/16;B22D19/02
• 代理公司: 長春菁華專利商標代理事務所22210
• 代理人: 王丹陽

1.陶瓷顆粒局部增強金屬熱沉，其特征在于，包括金屬熱沉(1)和嵌入金屬熱沉(1)內的局部增強區(2)，局部增強區(2)的體積占陶瓷顆粒局部增強金屬熱沉總體積的10-30％；

所述金屬熱沉(1)為Cu或Al；

所述局部增強區(2)至少一個面裸露在金屬熱沉(1)的表面，局部增強區(2)由10-60vol.％的金屬和40-90vol.％陶瓷顆粒組成，所述金屬為Cu或Al，且與金屬熱沉(1)的金屬相同，所述陶瓷顆粒為TiB₂、TiC或者混合物，所述混合物為物質的量比為2:1的TiB₂和TiC。

2.根據權利要求1所述的陶瓷顆粒局部增強金屬熱沉，其特征在于，所述金屬熱沉(1)為長方體，局部增強區(2)為由A面(21)、B面(22)和C面(23)組成的三面體，A面(21)和B面(22)為相互垂直的兩個平面，A面(21)與金屬熱沉(1)的上表面共面，B面(22)與金屬熱沉(1)的一個側面共面，C面(23)與金屬熱沉(1)緊密接觸。

3.陶瓷顆粒局部增強金屬熱沉的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟一、將10-60vol.％的金屬粉料和40-90vol.％混合粉料加入混料機中，混合均勻后，加入模具中，壓制成型，得到壓坯；

所述金屬粉料為Cu粉或Al粉，Cu粉和Al粉的粒度均小于等于50μm；

所述混合粉料為Ti粉與B粉的混合物、Ti粉與C粉的混合物、Ti粉與B₄C粉的混合物中的一種，所述Ti粉與B粉的摩爾比為1:2，Ti粉與C粉的摩爾比為1:1，Ti粉與B₄C粉的摩爾比為3:1，Ti粉的粒度小于等于25μm，B粉、C粉和B₄C粉的粒度均小于等于5μm；

步驟二、將步驟一得到的壓坯放置在燒結爐中的石墨模具中，對燒結爐抽真空后，充入1個以上大氣壓的惰性氣體，將燒結爐加熱到300℃保溫30min以上；

步驟三、將熔融的金屬液澆鑄到預熱后的放有壓坯的石墨模具中，淹沒壓坯，壓坯中的粉料發生反應，生成局部增強區(2)，冷卻至室溫，得到嵌有局部增強區(2)的金屬熱沉(1)；

當步驟一中，所述金屬粉料為銅粉，步驟三所述熔融的金屬液為熔融的銅液，當步驟一中，所述金屬粉料為鋁粉，步驟三所述熔融的金屬液為熔融的鋁液；

步驟四、從石墨模具中取出嵌有局部增強區(2)的金屬熱沉(1)，切割，使局部增強區(2)至少一個面裸露在金屬熱沉(1)的表面，且切割后的局部增強區(2)的體積占切割后的局部增強區(2)和切割后的金屬熱沉(1)總體積的10-30％，得到陶瓷顆粒局部增強金屬熱沉。

4.根據權利要求3所述的陶瓷顆粒局部增強金屬熱沉的制備方法，其特征在于，所述步驟一的混合時間為6h以上，混料機的轉速為10-60r/min。

5.根據權利要求4所述的陶瓷顆粒局部增強金屬熱沉的制備方法，其特征在于，所述混合時間為6-8h。

6.根據權利要求3所述的陶瓷顆粒局部增強金屬熱沉的制備方法，其特征在于，所述步驟二中，保溫30-40min。

7.根據權利要求3所述的陶瓷顆粒局部增強金屬熱沉的制備方法，其特征在于，所述步驟二中，充入1-1.5個大氣壓的惰性氣體。

8.根據權利要求3所述的陶瓷顆粒局部增強金屬熱沉的制備方法，其特征在于，所述步驟二中，壓坯為圓柱形，石墨模具為圓柱形，壓坯放置在燒結爐中的石墨模具中后，壓坯與石墨模具的中心軸共線。

9.根據權利要求3所述的陶瓷顆粒局部增強金屬熱沉的制備方法，其特征在于，所述嵌有局部增強區(2)的金屬熱沉(1)切割后，金屬熱沉(1)為長方體，局部增強區(2)成為由A面、B面和C面組成的三面體，A面和B面為相互垂直的兩個平面，A面與金屬熱沉(1)上表面共面，B面與金屬熱沉(1)的一個側面共面，C面與金屬熱沉(1)緊密接觸。