[发明专利]一种铜基复合材料及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及复合材料领域，具体涉及一种铜基复合材料及其制备方法。

背景技术

铜是人类发现最早的金属之一，也是最实用的纯金属之一，有很好的延展性，其导电性仅次于银，导热性仅次于金和银。高导电性、导热性及良好的延展性是铜最有价值的特性。但铜的硬度和屈服强度较低，抗蠕变性能也较差，制约了它在工业和军事领域中的应用。早在20世纪60年代就有研究者开展向铜基体中加入增强体从而制备出铜基复合材料的研究，所得的材料既保持了铜的优点，又弥补了铜的不足。到目前为止，国内外研究和开发了多种铜基复合材料，如Mo-Cu复合材料、石墨-TiC-Cu复合材料、碳化铌增强Cu复合材料等。现有的铜基复合材料导电、耐磨等综合性能有待进一步提高。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种铜基复合材料及其制备方法，复合材料耐磨、硬度大，可作为建筑或运输业用品的原料。

为解决现有技术问题，本发明采用的技术方案为：

一种铜基复合材料，包括以下按重量份数计的原料：铜粉20-30份，氧化铜粉10-15份，氯化铜粉10-15份，铝粉1-5份，秸秆粉10-15份，氧化硅5-10份，二氧化硅5-10份，氧化镍粉5-10份，硬脂酸锌2-5份，聚乙烯醇3-8份，聚丙烯酰胺1-5份，硅酸钙3-6份。

作为优选的是，上述铜基复合材料，包括以下按重量份数计的原料：铜粉14-16份，氧化铜粉12-15份，氯化铜粉13-15份，铝粉3-5份，秸秆粉13-15份，氧化硅6-8份，二氧化硅8-10份，氧化镍粉6-8份，硬脂酸锌2-5份，聚乙烯醇6-8份，聚丙烯酰胺2-4份，硅酸钙4-5份。

作为优选的是，所述秸秆粉来源于互花米草秸秆、油菜秸秆或小麦秸秆中一种。

上述铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按重量份数称取各原料；

步骤2，将铜粉，氧化铜粉，氯化铜粉，铝粉，秸秆粉，氧化硅，二氧化硅，氧化镍粉，硬脂酸锌，聚乙烯醇，聚丙烯酰胺和硅酸钙混合后，在40-60℃下加热搅拌得混合物；

步骤3，将混合物装入模具中，放入熔渗炉中，通入惰性气体后，再熔渗10-15分钟，得混合液；

步骤4，取出熔渗炉，至于冰水混合物中冷却，得铜基复合材料。

作为优选的是，上述铜基复合材料的制备方法中，步骤1，铜粉、氧化铜粉、氯化铜粉、铝粉、秸秆粉和氧化镍粉的目数为400目。

作为优选的是，上述铜基复合材料的制备方法，步骤步骤3，熔渗参数为压力100-300MPa，温度为800-1000℃。

有益效果

本发明制备的铜基复合材料具有很高的硬度和耐磨性，导电性能佳，适合用于建筑、运输和通讯领域。

具体实施方式

实施例1

一种铜基复合材料，包括以下按重量份数计的原料：铜粉20份，氧化铜粉10份，氯化铜粉10份，铝粉1份，互花米草秸秆粉10份，氧化硅5份，二氧化硅5份，氧化镍粉5份，硬脂酸锌2份，聚乙烯醇3份，聚丙烯酰胺1份，硅酸钙3份。

上述铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按重量份数称取各原料，其中，铜粉、氧化铜粉、氯化铜粉、铝粉、秸秆粉和氧化镍粉的目数为400目；

步骤2，将铜粉，氧化铜粉，氯化铜粉，铝粉，秸秆粉，氧化硅，二氧化硅，氧化镍粉，硬脂酸锌，聚乙烯醇，聚丙烯酰胺和硅酸钙混合后，在40℃下加热搅拌10min得混合物；

步骤3，将混合物装入模具中，放入熔渗炉中，通入惰性气体后，在压力100MPa，温度为800℃熔渗10分钟，得混合液；

步骤4，取出熔渗炉，至于冰水混合物中冷却，得铜基复合材料。

 

实施例2

一种铜基复合材料，包括以下按重量份数计的原料：铜粉25份，氧化铜粉13份，氯化铜粉13份，铝粉4份，小麦秸秆粉12份，氧化硅6份，二氧化硅8份，氧化镍粉6份，硬脂酸锌4份，聚乙烯醇6份，聚丙烯酰胺3份，硅酸钙5份。

上述铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

步骤1，按重量份数称取各原料，其中铜粉、氧化铜粉、氯化铜粉、铝粉、秸秆粉和氧化镍粉的目数为200目；

步骤2，将铜粉，氧化铜粉，氯化铜粉，铝粉，秸秆粉，氧化硅，二氧化硅，氧化镍粉，硬脂酸锌，聚乙烯醇，聚丙烯酰胺和硅酸钙混合后，在50℃下加热搅拌得混合物；