[发明专利]一种低界面热阻的轻质冶金复合材料

说明书

技术领域

本发明属于冶金材料的技术领域，具体涉及一种低界面热阻的轻质冶金复合材料。

背景技术

粉末冶金材料的性能不仅与基体金属有关，也与增强的第二相的性能和数量有关，同时还与基体和增强相的界面结构有关，即与基体和增强相的界面结合力有关。因此，对金属基复合材料的研究主要集中在以下几个方面： (1)同金属基体与不同种类、形态的增强材料的复合效果，复合材料的性能；(2)增强材料的开发，包括金属与非金属纤维、颗粒、晶须、晶片等；(3)增强相/基体界面优化的研究，包括各种金属基复合材料的界面结构、界面稳定性、界面结合与反应、界面反应的控制等；(4)扩大金属基复合材料的应用领域和范围。 金属基复合材料研究、开发的基础是金属材料。轻金属铝、镁、钛及其合金由于其比强度、比模量的优势，作为结构材料在航空航天工业中得到广泛的应用，常作为金属基复合材料的首选金属基体。从国内外目前的研究和应用状况来看，其中铝及其合金应用最为广泛。

高硬度不锈钢在食品、饮料机械中的广泛应用，正逐步取代过去的普通碳素合金钢，由于在这一领域中对材料性能的要求不是很高，而食品工业对于加工过程以及机械本生，对食品饮料的污染要求是很高的。

泡沫碳是一种多孔轻质固态材料，在声学、热学、光学、电学和动力学等方面具有独特性质。如果将泡沫碳的孔泡内填充导热良好的金属，在热传导过程中，形成两种连通的导热通道，大大增加了导热效率。并且复合材料的密度比基体金属低，热膨胀系数降低，易加工，与其他碳纤维复合材料相比，具有各向同性的导热性能。如何克服复合材料中存在界面润湿的问题，将大大降低由于界面带来的热阻。

钕铁硼永磁粉中含有30％左右的稀土元素，极易氧化、受潮；在取向模压时，钕铁硼磁粉的流动性较差，影响其进入模腔后的均匀分散，以及成形时磁粉的转动取向度和密度。所以除了通过快冷厚带技术改变钕铁硼合金的制备方法外，还可以通过改进工艺，解决上述两个问题来达到提高钕铁硼磁体的性能。

发明内容

本发明的目的是为了克服已有材料存在的不足，提供一种低界面热阻的轻质冶金复合材料，降低界面热阻，增加流动性，有效地防止发生氧化，既有较好成型性，烧结过程容易控制，又能达到硬度和密度要求的冶金复合材料。

本发明采取的技术方案为：

一种低界面热阻的轻质冶金复合材料，其特征在于，原料组分按照重量百分比组成如下：

Crl₂ 不锈钢粉10-20%、铜合金10-20%、钕铁硼合金粉10-15%、石墨化泡沫碳10-15%、硬脂酸锌2-3%、抗氧化剂2-3%、有机溶剂40-50%。

上述的泡沫碳的孔隙度为60-70％。

上述的抗氧化剂为多元醇型非离子表面活性剂C12H26O3。

上述的铜合金为添加Ti和Mo 碳化物形成元素的铜合金。

上述的有机溶剂按体积百分比计，由60％乙醇、20％松节油和20％乙醚组成。

本发明的有益效果为：

本发明中的石墨化泡沫碳，具有高的比热导率， Cr、Ti、B 或Mo 等合金元素有效的改善了金属与泡沫碳的界面结合，降低界面热阻。硬脂酸锌降低粉末团聚性，增加流动性，抗氧化剂能有效地防止发生氧化，既有较好成型性，烧结过程容易控制，又能达到硬度和密度要求的冶金复合材料。

具体实施方式

实施例1

一种低界面热阻的轻质冶金复合材料，其特征在于，原料组分按照重量百分比组成如下：Crl₂ 不锈钢粉20%、添加Ti和Mo 碳化物形成元素的铜合金10%、钕铁硼合金粉10%、孔隙度为60％的石墨化泡沫碳15%、硬脂酸锌3%、多元醇型非离子表面活性剂C12H26O32%、由60％乙醇、20％松节油和20％乙醚组成的有机溶剂40%。

实施例2

一种低界面热阻的轻质冶金复合材料，其特征在于，原料组分按照重量百分比组成如下：Crl₂ 不锈钢粉15%、添加Ti和Mo 碳化物形成元素的铜合金10%、钕铁硼合金粉15%、孔隙度为60％的石墨化泡沫碳15%、硬脂酸锌2%、多元醇型非离子表面活性剂C12H26O33%、由60％乙醇、20％松节油和20％乙醚组成的有机溶剂40%。