[发明专利]一种铜表面功能材料及制备方法

权利要求书

1.一种铜表面功能材料，其特征在于：它以金属Cu为基体，材料最外层为SiC，其 Cu与SiC之间为Si含量逐渐升高的Cu-Si梯度分布层，所述材料是按照如下步骤制作的：

a.配制熔盐：选取NaCl、KCl、NaF为介质，其中三组元的摩尔比NaCl∶KCl∶NaF 为1∶1∶3.5，加入占上述熔盐介质质量百分数的10％的粉状SiO₂，将上述四种物质混均， 盛入高纯石墨坩锅，放入电炉内升温至800℃～900℃，恒温时间10～20min；

b.电解制备Cu-Si梯度层：取铜基材料为阴极、取含硅80～90％的Cu-Si合金为阳 极放入坩锅，在温度800℃～900℃下脉冲电流给电，电解沉积Cu-Si合金120min～180min， 平均电流密度开始为40mA·cm^-2、终了为90mA·cm^-2，平均分割电沉积总时间为数个时间 段，每隔一个时间段平均电流密度升高一个相同值，直至达到电沉积的总时间止，即可在 铜基材料上得到Si含量逐渐升高的Cu-Si梯度层；

c.Cu-Si梯度层表面SiC的形成：从熔盐中取出经过上述过程处理的铜基材料，放入 碳化炉中，在惰性气体保护下，控制温度1000℃，碳化120min～240min；即可在铜基材 料的Cu-Si梯度层上得到SiC层；

d.材料冷却：碳化炉降温至室温后，取出已制备的材料。

2.根据权利要求1所述的Cu表面功能材料，其特征在于：所述梯度分布层厚度为 200μm～300μm，SiC层厚度20μm～35μm。

3.根据权利要求1或2所述的铜表面功能材料的制备方法，其特征在于：它按照下 述步骤进行：

a.配制熔盐：选取NaCl、KCl、NaF为介质，其中三组元的摩尔比NaCl∶KCl∶NaF 为1∶1∶3.5，加入占上述熔盐介质质量百分数的10％的粉状SiO₂，将上述四种物质混均， 盛入高纯石墨坩锅，放入电炉内升温至800℃～900℃，恒温时间10～20min；

b.电解制备Cu-Si梯度层：取铜基材料为阴极、取含硅80～90％的Cu-Si合金为阳 极放入坩锅，在温度800℃～900℃下脉冲电流给电，电解沉积Cu-Si合金120min～180min， 平均电流密度开始为40mA·cm^-2、终了为90mA·cm^-2，平均分割电沉积总时间为数个时间 段，每隔一个时间段平均电流密度升高一个相同值，直至达到电沉积的总时间止，即可在 铜基材料上得到Si含量逐渐升高的Cu-Si梯度层；

c.Cu-Si梯度层表面SiC的形成：从熔盐中取出经过上述过程处理的铜基材料，放入 碳化炉中，在惰性气体保护下，控制温度1000℃，碳化120min～240min；即可在铜基材 料的Cu-Si梯度层上得到SiC层；

d.材料冷却：碳化炉降温至室温后，取出已制备的材料。

4.根据权利要求3所述的铜表面功能材料的制备方法，其特征在于：上述b步骤中， 平均分割电沉积总时间为六个时间段，每隔一个时间段平均电流密度升高10mA·cm^-2。

5.根据权利要求3所述的铜表面功能材料的制备方法，其特征在于：上述c步骤中， 从熔盐中取出经过处理的铜基材料时，需在惰性气体的保护下进行；所述d步骤中，继续 在惰性气体的保护下，控制碳化炉以≤10℃/min降温速度降温至室温。