[發(fā)明專利]一種多元陶瓷增強Cu基復合材料

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 201711218370.2
• 申請日: 2017-11-28
• 公開（公告）號: CN109837416A
• 公開（公告）日: 2019-06-04
• 發(fā)明（設計）人: 高明超
• 申請（專利權）人: 沈陽東青科技有限公司
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C1/05;C22C9/00;C22C32/00;C22C1/08;B22F3/11
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

為了改善粉末合金的硬度、耐磨性，設計了一種多元陶瓷增強Cu基復合材料。采用Cu基預合金粉，多元陶瓷SiC、Si3N4、B4C粉末，塊狀石墨為原料，所制得的多元陶瓷增強Cu基復合材料，其硬度、致密化程度、抗彎強度都得到大幅提升。其中，隨著SiC、Si3N4、B4C多元陶瓷質(zhì)量分數(shù)的增加，SiC、Si3hi,B4C多元陶瓷/Cu基復合材料的相對密度逐漸下降，孔隙率逐漸增加，復合材料內(nèi)部的晶界、晶格畸變、位錯等缺陷增加了晶格波散射，減小了平均自由程，使復合材料的熱導率降低。通過退火以及二次擠壓等方法進一步處理來提高材料致密度，減少燒結(jié)體內(nèi)的位錯、孔隙等缺陷，提高導熱性能。本發(fā)明能夠為制備高性能的Cu基復合材料提供一種新的生產(chǎn)工藝。

所屬技術領域

本發(fā)明涉及一種粉末冶金材料，尤其涉及一種多元陶瓷增強Cu基復合材料。

背景技術

陶瓷材料是指用天然或合成化合物經(jīng)過成形和高溫燒結(jié)制成的一類無機非金屬材料。它具有高熔點、高硬度、高耐磨性、耐氧化等優(yōu)點。可用作結(jié)構材料、刀具材料，由于陶瓷還具有某些特殊的性能，又可作為功能材料。陶瓷材料是工程材料中剛度最好、硬度最高的材料，其硬度大多在1500HV以上。陶瓷的抗壓強度較高，但抗拉強度較低，塑性和韌性很差。

銅基復合材料以銅為基加入一定量其他元素組成的合金。銅合金強度中等，易于加工，較耐疲勞，色澤美觀，并具有良好的電導性、熱導性和耐蝕性，是重有色金屬材料中的一個重要分支。銅合金廣泛使用于工業(yè)各部門中，其產(chǎn)量僅次于鋼鐵和鋁，是金屬材料中的第三大合金類別。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了改善粉末合金的硬度、耐磨性，設計了一種多元陶瓷增強Cu基復合材料。

本發(fā)明解決其技術問題所采用的技術方案是：

多元陶瓷增強Cu基復合材料的制備原料包括：Cu基預合金粉，多元陶瓷SiC、Si3N4、B4C粉末，塊狀石墨。

多元陶瓷增強Cu基復合材料的制備步驟為：將原始粉末按實驗設計方案稱重、配料，配好后倒入行星球磨機中進行濕磨，球料比為6:1，球磨時間為32h。球磨結(jié)束后，將制得的粒料進行真空干燥，干燥時間為60min，干燥溫度為50℃，隨后加入成形劑進行制粒。將制好的粉末加至單柱液壓機中進行壓制成形，放入脫蠟-低壓燒結(jié)一體爐中進行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1230℃，保溫時間為90min。

多元陶瓷增強Cu基復合材料的檢測步驟為：密度采用阿基米德排水法測量，顯微形貌采用S340型掃描電鏡觀察，熱導率采用TC700激光熱導儀測試。

所述的多元陶瓷增強Cu基復合材料，隨著SiC、Si3N4、B4C多元陶瓷質(zhì)量分數(shù)的增加，SiC、Si3hi,、B4C多元陶瓷/Cu基復合材料的相對密度逐漸下降，孔隙率逐漸增加，特別是當SiC、Si3N4、B4C多元陶瓷的質(zhì)量分數(shù)超過10%以后，復合材料的相對密度以及孔隙率均發(fā)生急劇變化，SiC、Si3N。、B4C多元陶瓷/Cu基復合材料的熱導率變化規(guī)律與相對密度以及孔隙率的變化規(guī)律相吻合。

所述的多元陶瓷增強Cu基復合材料，復合材料內(nèi)部的晶界、晶格畸變、位錯等缺陷增加了晶格波散射，減小了平均自由程，使復合材料的熱導率降低。

所述的多元陶瓷增強Cu基復合材料，通過退火以及二次擠壓等方法進一步處理來提高材料致密度，減少燒結(jié)體內(nèi)的位錯、孔隙等缺陷，提高導熱性能。

本發(fā)明的有益效果是：