[發明專利]一種Ti2

有效

• 申請號: 201810299785.5
• 申請日: 2018-04-04
• 公開（公告）號: CN108517429B
• 公開（公告）日: 2020-07-17
• 發明（設計）人: 張樹志;侯趙平;張長江;林鵬;韓建超;徐萌;宋志文
• 申請（專利權）人: 太原理工大學
• 主分類號: C22C1/10
• 分類號: C22C1/10;C22C9/00;C22C32/00;C01B32/907
• 代理公司: 太原晉科知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 14110
• 代理人: 任林芳

一種Ti₂AlC增強銅基復合材料的制備方法，它涉及一種銅基復合材料及其制備方法。解決了銅基復合材料脆性大、導電性能差、摩擦系數高的缺點。一種Ti₂AlC增強銅基復合材料的制備方法，主要包括兩大步驟：一、采用粉末冶金的方法制備多孔Ti₂AlC坯體。二、采用熔滲技術，將純銅熔體擠壓進入多孔Ti₂AlC坯體中，制備出Ti₂AlC增強銅基復合材料。該發明可以制備具有優異的導電性和自潤滑效果的銅基復合材料。

技術領域

本發明屬于高分子材料技術領域，具體涉及一種Ti₂AlC增強銅基復合材料的制備方法。

背景技術

銅基復合材料，由于具有良好的導電率，在電極材料、電刷材料、觸頭材料以及高鐵用受電弓滑板材料領域具有廣泛的應用前景。然而常規銅基復合材料由于所添加陶瓷顆粒不導電、摩擦系數高等缺點，嚴重影響了陶瓷體積分數的添加，進一步影響了銅基復合材料的使用和性能的提升。此外，陶瓷顆粒的添加導致銅基復合材料脆性增加，不利于后續的加工成型。Ti2AlC材料具有優良的耐高溫、導電、導熱、自潤滑、抗熱震等性能，同時具有良好的可加工性，成為具有優異導電性能的備用材料。

申請號為201210569561.4，發明名稱為《一種Cu-Ti2 AlC功能梯度材料及其制備方法》的發明專利，公開了一種Cu-Ti2AlC功能梯度材料的制備方法，所制備的梯度材料一側為純Cu或主要成分為Cu的復合材料，另一側為純Ti2AlC或主要成分為Ti2AlC的復合材料，中間層數為1~4層，隨厚度方向，Cu與Ti2AlC的含量呈梯度變化，并伴隨性能逐漸變化。沿富Cu方向到富Ti2AlC方向，材料硬度、強度顯著提高，抗氧化以及抗高溫性能提高，耐磨損性能以及彈性模量都逐漸提高；沿富Ti2AlC方向到富Cu方向，韌性、導電率、導熱率都得到顯著提高。材料對于滿足不同接觸面具備不同使用性能的特殊環境具有重要意義。該材料是通過以Cu與Ti2AlC粉末為原料，均勻混合后通過分層裝料后在一定氣氛下采用熱壓燒結制備。燒結溫度為800~1000℃，升溫速率為8~20℃/min，壓力為20~40MPa，保溫0.5~3小時。本發明采用熱壓燒結法，所制備的梯度材料致密度高，性能優異，具有良好的產業化前景。該方法制備的是梯度材料，也就是隨著厚度的增加，Cu或者TiAlC含量呈梯度增加或者減少；另外該方法使用的是純Ti2AlC與純Cu粉混合制備。

申請號為201710232463.4，發明名稱為《高強度高阻尼Ti2AlC-Mg基復合材料及其鑄造制備方法》，提供了一種高強度高阻尼Ti2AlC-Mg基復合材料，該材料中Ti2AlC的體積含量為5-20vol%,其余為Mg基合金。該材料的顯微結構為陶瓷相Ti2AlC與金屬相Mg基合金各自呈三維空間連續分布，其中陶瓷相Ti2AlC顆粒分布在Mg基體晶界處，原位拉伸試驗表明，二者界面結合牢固，裂紋萌生在Ti2AlC晶粒中，而不是兩相的界面處。與純Mg合金相比，該材料具有更高的強度、更高的阻尼和更好的耐磨性等顯著特點，可廣泛用于航天、軍工、交通運輸、機械制造等領域的關鍵器件。該發明專利是通過將Mg合金熔煉后添加純的Ti2AlC制備復合材料，也就是采用熔鑄法以及外加Ti2AlC的方法制備的，其所獲得的材料并非多孔材料。

發明內容

本發明為了解決目前銅基復合材料脆性大、導電性能差、摩擦系數高等問題，提供了一種Ti₂AlC增強銅基復合材料的制備方法。

本發明由如下技術方案實現的：一種Ti₂AlC增強銅基復合材料制備方法，其特征在于：采用粉末燒結的方法制備具有通孔結構的多孔Ti₂AlC坯體，然后采用熔滲的方法將熔融的純銅熔體滲入多孔Ti₂AlC坯體中，制備成Ti₂AlC增強銅基復合材料。

具體步驟為：