[發明專利]一種稀土金屬間化合物增強銅基復合材料及其制備方法

有效

• 申請號: 201811059122.2
• 申請日: 2018-09-11
• 公開（公告）號: CN109093113B
• 公開（公告）日: 2020-03-10
• 發明（設計）人: 戰再吉;朱浩飛;曹海要
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: B22F3/10
• 分類號: B22F3/10;B22F3/14;B22F9/04;C22C1/04;C22C9/00;C22C33/04;C22C38/06
• 代理公司: 北京思格頌知識產權代理有限公司 11635
• 代理人: 王申

本發明公開了一種稀土金屬間化合物增強銅基復合材料，包括如下按質量百分比配比的粉末原料：20.95％La、50.55％Fe、28.5％Al，其中La、Fe和Al的摩爾比為1∶6∶7，粉末原料的原料為La片、Fe片和Al片，各組分純度均高于99.9％；本發明還公布了一種稀土金屬間化合物增強銅基復合材料的制備方法，制備方法包括以下步驟：制備稀土金屬間化合物粉末；稀土金屬間化合物粉末與純銅粉末的均勻混合；采用熱壓燒結技術使稀土金屬間化合物粉末與銅粉之間發生冶金結合，形成LaFe₆Al₇/Cu復合材料。本發明制備的銅基復合材料，組織結構致密，氣孔較少，稀土金屬間化合物分布均勻，與銅基體結合性好，添加的硬質第二相，明顯的起到了傳遞載荷和增強作用，顯著的提高了復合材料的強度。

技術領域

本發明涉及復合材料技術領域，具體是一種稀土金屬間化合物增強銅基復合材料及其制備方法。

背景技術

銅基復合材料是以銅為基體，以陶瓷相、金屬相等為增強相，通過一定的工藝方法復合而成的一種多相材料。銅基復合材料實現了性能的獨特組合，不僅保留了銅基體優良的導熱、導電性能，還克服了自身力學性能差等問題，顯示出高強度、高耐磨的性能。這使得銅基復合材料可滿足現代航空、航天、微電子等高新技術的迅速發展和更新對其綜合性能提出的要求。

金屬間化合物是指位于相圖的中間位置，由兩種或兩種以上的金屬或類金屬，按固定的化學計量比組成的化合物。金屬間化合物按照金屬鍵結合，具有金屬的特性，如金屬光澤、金屬導電性及導熱性等，并具有許多特殊的物理化學和力學性質，尤其是在高的溫度下還能保持優異的強度和硬度，因此金屬間化合物常被用作高溫結構材料。

稀土金屬間化合物是稀土元素和其它金屬或類金屬形成的金屬間化合物，兼具有與一般金屬間化合物類似的高溫性能，和稀土元素特殊的物理化學性質。稀土金屬間化合物可以改善與銅基體的結合性，提高材料的抗氧化性、高溫強度和抗燒蝕性。本發明提供了一種稀土金屬間化合物增強銅基復合材料，復合材料的力學性能顯著提高。

熱壓燒結技術作為一種制備銅基復合材料的方法，有著工藝簡單、效率高、致密化程度高和穩定性好等優點。通過熱壓燒結技術可以把制備的稀土金屬間化合物粉末和銅粉冶金結合成一起，使稀土金屬間化合物增強相較好的彌散分布在銅基體中，適當的溫度可以使銅粉很好的填充間隙孔洞，達到高致密化的復合材料，長時間保溫保壓可以使得稀土金屬間化合物與銅基體結合良好。因此通過熱壓燒結技術制備一種稀土金屬間化合物增強銅基復合材料具有重要的意義。

發明內容

本發明的目的在于提供一種稀土金屬間化合物增強銅基復合材料及其制備方法，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種稀土金屬間化合物增強銅基復合材料，包括如下按質量百分比配比的粉末原料：20.95％La、50.55％Fe、28.5％Al，其中La、Fe和Al的摩爾比為1∶6∶7。

進一步的：粉末原料的原料為La片、Fe片和Al片，各組分純度均高于99.9％。

一種稀土金屬間化合物增強銅基復合材料的制備方法，具體包括以下步驟：

S1：制備稀土金屬間化合物粉末；

S2：將稀土金屬間化合物粉末與純銅粉充分混合，得到產物A；

S3：采用熱壓燒結技術，對產物A進行冶金結合，形成LaFe₆Al₇/Cu復合材料。

進一步的：所述步驟S1包括以下步驟：

S11：使用砂紙打磨上述La片、Fe片和Al片，以去除表面氧化層和污漬；

S12：把S11步驟得到的料塊放入無水乙醇中超聲10min；