[發明專利]類貝殼仿生結構的TiCx

在審

• 申請號: 202310469190.0
• 申請日: 2023-04-27
• 公開（公告）號: CN116516210A
• 公開（公告）日: 2023-08-01
• 發明（設計）人: 張健;劉增乾;張哲峰;謝曦;楊銳;徐大可
• 申請（專利權）人: 東北大學;中國科學院金屬研究所
• 主分類號: C22C9/00
• 分類號: C22C9/00;C22C29/10;C22C29/06;B22F3/14;C23C10/28
• 代理公司: 沈陽東大知識產權代理有限公司 21109
• 代理人: 李在川

1.類貝殼仿生結構的TiC_x增強銅基復合材料，其特征在于，所述的TiC_x增強銅基復合材料，包括陶瓷相TiC_x和基體銅，所述陶瓷相TiC_x在基體銅中呈高度取向、均勻分布。

2.根據權利要求1所述的類貝殼仿生結構的TiC_x增強銅基復合材料，其特征在于，所述陶瓷相TiC_x的體積分數為45-65％，余量為銅。

3.根據權利要求1所述的類貝殼仿生結構的TiC_x增強銅基復合材料，其特征在于，所述類貝殼仿生結構的TiC_x增強銅基復合材料的硬度為2.8-4.8Gpa，彎曲強度為1.2-1.4Gpa，導電率3-5MS/m。

4.一種基于權利要求1-3所述的類貝殼仿生結構的TiC_x增強銅基復合材料的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

步驟(1)：將微納米片狀Ti₃AlC₂粉體裝入熱壓燒結模具，保護氣氛下進行真空熱壓燒結，然后隨爐冷卻至室溫，得到具有類貝殼仿生結構的Ti₃AlC₂塊體材料；

步驟(2)：將銅塊置于步驟1中的類貝殼仿生結構的Ti3AlC2塊體材料上下兩側并一同裝入石墨坩堝，保護氣氛下進行真空加熱，與銅進行原位反應擴散，隨爐冷卻后得到具有類貝殼仿生結構片狀TiC_x增強的銅基復合材料。

5.根據權利要求4所述的類貝殼仿生結構的TiC_x增強銅基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述微納米片狀Ti₃AlC₂粉體的平均粒徑為1-10μm，平均厚度為0.1-1μm。

6.根據權利要求4所述的類貝殼仿生結構的TiC_x增強銅基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)中所述真空熱壓燒結具體為，以5-10℃/min的升溫速率，從室溫升至1000℃，再以5℃/min的升溫速率升至1100-1200℃，壓力加載至30MPa，保溫保壓時間為至少2h。

7.根據權利要求4所述的類貝殼仿生結構的TiC_x增強銅基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(1)和(2)中，所述保護氣氛為氬氣；所述真空的真空度為10^-3Pa。

8.根據權利要求4所述的類貝殼仿生結構的TiC_x增強銅基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述銅塊與Ti3AlC2塊體材料的質量比不低于5：1。

9.根據權利要求4所述的類貝殼仿生結構的TiC_x增強銅基復合材料的制備方法，其特征在于，步驟(2)中所述銅塊為電解紫銅；所述加熱具體為，以5℃/min的升溫速率，從室溫升至1000℃，再以2℃/min的升溫速率升至1150℃-1300℃，保溫時間為10-180min。