[发明专利]一种增强泡沫铜在较高温度下抗氧化能力的方法

说明书

技术领域

本发明属金属表面防护领域，特别是涉及增强泡沫铜在较高温度下抗氧化能力的方法。

背景技术

多孔泡沫金属是一种金属基体中含有一定数量、一定尺寸孔径、一定空隙率的多孔结构的金属材料，是当前材料科学中发展迅猛的一种材料。多孔金属材料具有立体多层三维结构、高通透性、孔径可调等特点，因此兼有功能材料和结构材料的双重作用。多孔金属材料具有阻尼、减震、降噪、隔热、阻燃、过滤、布气、电子屏蔽等功能，在生产生活中有着广泛的应用。泡沫铜是泡沫金属中的一种，具有以上提到的泡沫金属共有的特点和功能。同时，由于金属铜本身具有相对其他常用金属更好的导热性能，使得泡沫铜相对于其他泡沫金属在散热材料方面更具优势，因此泡沫铜被广发用于电机、电器以及电子元器件的导热散热；由于泡沫铜优良的导热性能，使其成为性能优异的阻燃材料，在国外很多先进的消防器材上获得应用，尤其作为火焰隔离器材具有优异的效果。但是，相比于其他金属(比如镍)，铜比较容易氧化，在较高温度的环境中氧化速度更快，考虑到作为散热或者导热材料(或器件)往往在较高温度环境下工作，这一特点势必影响泡沫铜在高温环境下的工作性能和工作寿命。

因此，提高泡沫铜在较高温度下的抗氧化能力，对于保证和延长其作为散热或者导热器件的工作性能以及工作寿命意义重大。目前增强泡沫铜抗氧化性能的一种途径是通过化学方法在泡沫铜表面制备一层薄的有机层，这种方法处理过的泡沫铜在常温下的抗氧化能力显著提高，但是在高温环境下的抗氧化能力却没有提高。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种增强泡沫铜在较高温度下抗氧化能力的方法，用于解决现有技术中泡沫铜在高温环境下的抗氧化能力较低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种增强泡沫铜在较高温度下抗氧化能力的方法，其特征在于：该方法包括以下步骤：

将泡沫铜放入无氧反应器中，抽真空并通入惰性气体，加热使泡沫铜达到一定反应温度；向无氧反应器中通入含碳气体，在一定气压下反应一定时间，待炉内温度冷却至室温，得到的泡沫铜表面覆盖了一层致密的超薄碳膜，用于提高泡沫铜在较高温度下的抗氧化能力。

优选地，所述无氧反应器包括石英管、包围所述石英管的加热炉体、位于该石英管内的衬底托、位于该石英管上方的进气气路以及位于该石英管底部的出气气路。

优选地，所述的泡沫铜为纯铜或者铜合金制备的三维网状材料。

优选地，所述一定反应温度为20℃到1100℃。

优选地，所述一定气压为0.1-7600torr。

优选地，所述一定时间为大于零小于9999min。

优选地，所述含碳气体为一氧化碳、甲烷、乙炔、乙醇、苯、甲苯、环己烷、酞菁中的一种或几种的组合。

优选地，所述含碳气体为通过加热含碳元素液体或固态材料获得的含碳气体。

优选地，所述较高温度为20℃到200℃。

优选地，将泡沫铜放入无氧反应器之前还包括将该泡沫铜依次用四氯化碳、丙酮、酒精、去离子水超声清洗后烘干的步骤。

本发明通过在泡沫铜表面生长一层致密的超薄碳膜来提高泡沫铜的抗氧化能力，同时由于碳薄膜拥有非常高的透光率和导热能力，因此不会对泡沫铜本身的形状、厚度、孔径、孔隙率、体密度、导热等主要参数产生明显影响。本发明的方法重复性高、简单易行，可明显提高泡沫铜在较高温度下的抗氧化能力。

附图说明

图1为本发明无氧反应器结构示意图；其中，1为进气气路，2为出气气路，3为衬底托，4为加热炉体，5为石英管；

图2为泡沫铜经本发明实例1处理后与处理前的对比照片。

图3a-3d为三种样品随温度变化的照片，从左至右依次为未经任何处理的泡沫铜、经化学方法处理过在常温下就较好抗氧化能力的泡沫铜和本方法处理过的泡沫铜。其中3a为未加热前三个样品的照片；3b为加热温度到达150℃时三个样品的照片；3c为加热温度到达180℃时三个样品的照片；3d为加热温度到达180℃后保持10分钟后三个样品的照片。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精 神下进行各种修饰或改变。