[發明專利]同時提高銅基復合材料電導率和硬度的方法

有效

• 申請號: 201910588203.X
• 申請日: 2019-07-02
• 公開（公告）號: CN110205513B
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 劉慧敏;黨聰;峰山;新巴雅爾;王俊
• 申請（專利權）人: 內蒙古工業大學
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C32/00;C22C1/10;H01B1/02
• 代理公司: 北京冠榆知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 11666
• 代理人: 朱亞琦;朱永飛

本發明公開同時提高銅基復合材料電導率和硬度的方法，包括如下步驟：(1)混分：將Al、CuO、Cu和La₂O₃粉體混合均勻；(2)制備預制塊：將混合均勻的粉末，壓制成預制塊；(3)原位反應：將預制塊壓入純銅熔體，使其發生高溫熱爆反應；(4)澆鑄成型：采用近熔點鑄造方法澆鑄成型，得到原位顆粒增強的銅基復合材料。本發明得到的銅基復合材料的導電性和硬度等力學性能均得到了顯著的提高，通過進一步調整預制塊的加入量，有望得到性能指標更加優化的銅基復合材料。

技術領域

本發明涉及銅基復合材料技術領域。具體地說是同時提高銅基復合材料電導率和硬度的方法。

背景技術

強化機制是高強度、高導電銅基復合材料的基礎研究問題的重要組成部分。強度和導電性是一對矛盾的關系，所以選擇合適的強化方法提高銅基復合材料強度的同時盡量減小對其導電性的負面影響，保證強度和電導率均達到使用要求，是追求的研究目標。銅基復合材料的強化方法研究主要集中在彌散強化、沉淀強化、原位形變強化等幾個方面。以Al₂O₃/Cu為代表的彌散強化銅基復合材料因Al₂O₃具有高的熱力學穩定性而具有良好的抗高溫軟化性能，因而成為人們的研究熱點。

發明內容

為此，本發明所要解決的技術問題在于提供一種能夠同時提高銅基復合材料電導率和硬度的Al₂O₃/Cu彌散強化銅基復合材料方法。

為解決上述技術問題，本發明提供如下技術方案：

同時提高銅基復合材料電導率和硬度的方法，包括如下步驟：

(1)混分：將Al、CuO、Cu和La₂O₃粉體混合均勻；

(2)制備預制塊：將混合均勻的粉末，壓制成預制塊；

(3)原位反應：將預制塊壓入純銅熔體，使其發生高溫熱爆反應；

(4)澆鑄成型：采用近熔點鑄造方法澆鑄成型，得到原位顆粒增強的銅基復合材料。

上述同時提高銅基復合材料電導率和硬度的方法，在步驟(1)中：Al粉:CuO粉:Cu粉:La2O3粉的摩爾比為2.2:3:6.5:0.2。

上述同時提高銅基復合材料電導率和硬度的方法，在步驟(1)中：混分時間大于或等于60min。

上述同時提高銅基復合材料電導率和硬度的方法，在步驟(2)中：將步驟(1)中混合均勻的粉末，壓制成Φ20mm×1mm的預制塊，成型壓力為12MPa；用銅箔包好，放入爐中進行干燥、除水。

上述同時提高銅基復合材料電導率和硬度的方法，在步驟(2)中：干燥時間為2h，干燥溫度為150℃。

上述同時提高銅基復合材料電導率和硬度的方法，在步驟(3)中：純銅熔體的溫度為1200℃。

上述同時提高銅基復合材料電導率和硬度的方法，在步驟(4)中：待熔體溫度降至純銅的熔點附近的溫度1090℃時進行澆鑄成型。

上述同時提高銅基復合材料電導率和硬度的方法，在步驟(1)中：首先將CuO和La₂O₃混合得到混合物A，再將Al和Cu混合得到混合物B，最后將混合物B加入到混合物A中，球磨混合后得到制備預制塊的混合粉體。

上述同時提高銅基復合材料電導率和硬度的方法，CuO和La₂O₃混合、Al和Cu混合以及混合物A和混合物B混合的時間均大于或等于20min。

本發明的技術方案取得了如下有益的技術效果：