[發明專利]納米梯度復合W-Cu材料的制備方法

在審

• 申請號: 201610249898.5
• 申請日: 2016-04-21
• 公開（公告）號: CN105734318A
• 公開（公告）日: 2016-07-06
• 發明（設計）人: 范景蓮;劉濤;田家敏;蔣冬福;李鵬飛;高楊;郭垚峰
• 申請（專利權）人: 長沙微納坤宸新材料有限公司;中南大學
• 主分類號: C22C1/04
• 分類號: C22C1/04;C22C27/04;B22F9/04;B22F9/20
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產權代理有限公司 11385
• 代理人: 董芙蓉

1.納米梯度復合W-Cu材料的制備方法，其特征在于，包括以下過程：

(1)首先設計采用納米復合W-Cu粉末來制備具有二層、三層或多層結構的W-60Cu/W-10Cu梯度復合材料；

(2)制備納米復合W-Cu粉末，在粉末制備過程中通過控制納米復合W-Cu粉末的形貌、粒度來改變不同成分W-Cu復合粉末的燒結活性，進而實現不同成分W-Cu復合粉末在同一溫度下燒結近全致密；

(3)采用分層鋪粉壓制成形的方法將步驟(2)中獲得納米復合W-Cu粉末壓制成具有梯度結構的W-Cu材料壓坯；

(4)將步驟(3)中獲得的壓坯在保護性氣氛中預燒；

(5)將步驟(4)中獲得預燒后的坯體在保護性氣氛中高溫一步燒結，獲得層間結合完好、接近全致密的納米梯度復合W-Cu材料。

2.根據權利要求1所述的納米梯度復合W-Cu材料的制備方法，其特征在于，所述的步驟(2)納米復合W-Cu粉末采用溶膠-噴霧干燥-熱還原技術、機械合金化和溶膠-凝膠方法中的一種或多種來制備，粉末制備過程中：

(1)溶膠-噴霧干燥-熱還原法制備納米復合W-Cu粉末：銅含量在10-30wt.％的W-Cu復合粉末煅燒溫度控制在400-500℃，還原溫度控制在600-750℃，還原時間在1-2h；

銅含量在30-40wt.％的W-Cu復合粉末煅燒溫度控制在500-700℃，還原溫度控制在750-850℃，還原時間在2-3h；

銅含量在40-60wt.％的W-Cu復合粉末煅燒溫度控制在700-800℃，還原溫度控制在800-900℃，還原時間在3-4h；

(2)機械合金化制備納米復合W-Cu粉末：銅含量在10-30wt.％的W-Cu復合粉末球料比為10-20:1，轉速為400-500r/min，球磨時間為40-60小時；

銅含量在30-40wt.％的W-Cu復合粉末球料比為5-15:1，轉速為300-400r/min，球磨時間為20-40小時；

銅含量在40-60wt.％的W-Cu復合粉末球料比為5-10:1，轉速為300-350r/min，球磨時間為10-20小時；

各種復合粉末在球磨過程中采用氬氣為保護氣體防止粉末氧化，以無水乙醇為溶劑進行濕磨；

(3)溶膠-凝膠法制備納米復合W-Cu粉末：銅含量在10-30wt.％的W-Cu復合粉末溶液中溶質比例在10-20wt％，煅燒溫度在300-400℃，還原溫度在500-600℃，還原時間在1-2h；

銅含量在30-40wt.％的W-Cu復合粉末溶液中溶質比例在20-30wt％，煅燒溫度在400-500℃，還原溫度在600-700℃，還原時間在2-3h；

銅含量在40-60wt.％的W-Cu復合粉末溶液中溶質比例在30-40wt％，煅燒溫度在500-600℃，還原溫度在700-800℃，還原時間在3-4h。

3.根據權利要求1所述的納米梯度復合W-Cu材料的制備方法，其特征在于，步驟(3)中所述的分層鋪粉壓制成形的方法，包括以下過程：

將納米復合W-Cu粉末按銅含量由高到低依次分層鋪粉后壓制成形；

將鋪好的粉末在100-400MPa壓制，保壓5-10s。

4.根據權利要求1所述的納米梯度復合W-Cu材料的制備方法，其特征在于，步驟(4)中所述的預燒過程為：在氫氣或者氮氣或者真空氣氛中，500～1000℃預燒0.5-3h。

5.根據權利要求1所述的納米梯度復合W-Cu材料的制備方法，其特征在于，步驟(5)中所述的高溫一步燒結，是指在氫氣或者氮氣或者真空氣氛中，1300～1450℃一步燒結0.5-3h。