[發明專利]一種銅鋁復合材料的制備方法

在審

• 申請號: 202210608581.1
• 申請日: 2022-05-31
• 公開（公告）號: CN114951647A
• 公開（公告）日: 2022-08-30
• 發明（設計）人: 劉東坤;陸健
• 申請（專利權）人: 安徽安坤新材科技有限公司
• 主分類號: B22F1/17
• 分類號: B22F1/17;B22D17/00;B22F1/054;B22F3/10;B82Y30/00
• 代理公司: 合肥左心專利代理事務所(普通合伙) 34152
• 代理人: 鄒超

本發明涉及銅鋁復合材料制備工藝技術領域，且公開了一種銅鋁復合材料的制備方法，包括：制備納米銅?納米鋁雙層包覆的鋁團簇顆粒，將納米銅?納米鋁雙層包覆的鋁團簇顆粒進行燒結處理，得到均質化納米銅?納米鋁雙層包覆的鋁團簇，以均質化納米銅?納米鋁雙層包覆的鋁團簇為原料制備鋁液，使用鑄軋設備，在壓力條件下采用固?液復合法制備銅鋁復合材料，該銅鋁復合材料通過納米化的方法將鋁被銅包覆起來，并且在銅鋁界面處生成了結構緊湊的納米銅?納米鋁過渡層，其不僅能夠阻隔銅鋁原子之間的相互擴散，有效防止銅鋁金屬間化合物的生成，而且納米化的晶相結構能夠顯著增強復合界面強層的超塑延展性和導電性。

技術領域

本發明涉及銅鋁復合材料制備工藝技術領域，具體為一種銅鋁復合材料的制備方法。

背景技術

銅/鋁層狀復合材料是一種綜合性能良好的復合材料，其集銅、鋁兩種金屬的差別于一身，不僅具有銅的導電導熱性好、外觀優美等優點，而且具有鋁的比重小、價格經濟等特點。

但是銅與鋁之間非常容易生成各種金屬間化合物，這些硬脆的金屬間化合物大量存在于界面上、呈膜狀沿復合層縱向分布，這將極大降低復合材料的導電性、延展性和力學性能。

發明內容

(一)解決的技術問題

為了解決銅包鋁復合材料存在的界面層硬脆問題，本發明提供一種銅鋁復合材料的制備方法。

(二)技術方案

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種銅鋁復合材料的制備方法，包括如下步驟：

步驟S1，制備均質化納米銅-納米鋁雙層包覆的鋁團簇；

步驟S2，以均質化納米銅-納米鋁雙層包覆的鋁團簇為原料制備鋁液，使用鑄軋設備，在壓力條件下采用固-液復合的方法制備銅鋁復合材料，其工藝過程為：先把紫銅板潔凈處理、預熱，然后迅速放入凹模型腔中，定量澆注高溫鋁液，鋁液澆注溫度為700-750℃，快速合模加載單位壓力，保壓，頂出層狀復合材料迅速放入電阻爐中隨爐冷卻，得到銅鋁復合材料。

優選的，所述步驟S1，將納米銅-納米鋁雙層包覆的鋁團簇顆粒放入超高速微波中，抽真空、通氮氣，升溫燒結、保溫，氮氣保護下冷卻至室溫，得到均質化納米銅-納米鋁雙層包覆的鋁團簇。

優選的，所述步驟S1，納米銅-納米鋁雙層包覆的鋁團簇顆粒的制備步驟如下：

步驟S1-1，在微米粒徑的鋁粉上生成納米鋁粒子，得到納米殼微米核結構的鋁粒子；

步驟S1-2，在納米殼微米核結構的鋁粒子上生成納米銅粒子，得到納米銅-納米鋁雙層包覆的鋁粒子，納米銅-納米鋁雙層包覆的鋁粒子相互之間發生團簇聚集作用，生成納米銅-納米鋁雙層包覆的鋁團簇顆粒。

優選的，所述步驟S1-1，所述微米粒徑的鋁粉的平均粒徑3um。

優選的，所述步驟S1-1，所述納米鋁粒子的平均粒徑5nm。

優選的，所述步驟S1-2，所述納米銅粒子的平均粒徑10nm。

優選的，所述步驟S2，紫銅板潔預熱350-450℃，快速合模加載1000MPa單位壓力，保壓1-3min，頂出層狀復合材料迅速放入200-300℃電阻爐中隨爐冷卻，得到銅鋁復合材料。

(三)有益的技術效果

與現有技術相比，本發明具備以下有益的技術效果：

本發明：在平均粒徑3um的鋁粉上生成平均粒徑5nm的納米鋁粒子，得到納米殼微米核結構的鋁粒子；