[发明专利]一种Ti2

说明书

本发明公开了一种Ti₂AlC颗粒增强铜基复合材料的制备方法，属于复合材料制备领域，具体步骤是先制备Ti₂AlC颗粒悬浮液；再对完全退火态的无氧纯铜板进行表面处理；然后将分散好的Ti₂AlC颗粒悬浮液均匀地喷在铜板表面，再将两块铜板叠合、紧固、轧制、剪半，重复以上过程几次，不断添加Ti₂AlC颗粒；最后对板材继续进行累积叠轧多个道次。本发明的制备方法可以显著地提高增强颗粒在基体中的分散性，通过颗粒强化、细晶强化与加工硬化的协同作用，明显地提高了复合材料的硬度和强度，同时不显著降低其导电性能。本发明制备方法容易操作，工艺简单，成本低廉，可进行批量生产。

技术领域

本发明属于复合材料制备领域，具体涉及一种Ti₂AlC颗粒增强铜基复合材料的制备方法。

背景技术

随着机器制造、电子通讯、轨道交通、仪表仪器及军工等行业的快速发展，人们对铜及其合金的强度、导电、导热及疲劳等性能要求越来越高。

通过在铜及其合金中加入增强相(陶瓷颗粒、晶须、纤维、碳纳米管、石墨烯等)可以有效地增强基体的强度和耐磨性。一般来说，随着增强相含量的增加，铜基复合材料的机械性能提高，但是，当增强相含量较高时会显著降低复合材料的导电性。

因此，如何在保持较高电导率水平的前提下大幅地提高强度、硬度的问题已经成为铜基复合材料研究与开发的中心任务。新型三元层状Ti₂AlC陶瓷颗粒既具有金属的性能，有很好的导热性能和导电性能，同时又具有陶瓷的性能，高熔点，高热稳定性和良好的抗氧化性能，是高性能铜基复合材料理想的增强相。

传统的粉末冶金、铸造、喷射沉积等工艺不能有效地解决Ti₂AlC颗粒在铜基体材料中的分散问题，而这个问题直接影响Ti₂AlC颗粒的增强效果，进而影响复合材料的电学和力学等性能。

发明内容

发明目的：为了克服现有技术中存在的不足，本发明的目的在于提供一种 Ti₂AlC颗粒增强铜基复合材料的制备方法，不仅可以显著地提高增强颗粒在基体中的分散性，而且明显地提高了复合材料的硬度和强度，同时不显著降低其导电性能。

技术方案：为实现上述目的，本发明采用如下技术方案：

一种Ti₂AlC颗粒增强铜基复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤一：将Ti₂AlC颗粒放入酒精和丙酮的混合溶液中，高速分散后制成分散好的Ti₂AlC颗粒悬浮液；

步骤二：对完全退火态的无氧纯铜板进行表面处理，去除表面油污和氧化膜；

步骤三：将分散好的Ti₂AlC颗粒悬浮液均匀地喷在处理后的纯铜板表面，然后在该表面叠合一层纯铜板，经紧固、轧制、剪半，重复以上的过程，持续喷洒Ti₂AlC颗粒，所喷洒的Ti₂AlC的体积分数为纯铜板的2～4％，进行多个道次的累积叠轧得到板材；

步骤四：不再添加Ti₂AlC颗粒，将步骤三得到的板材继续进行不同道次的累积叠轧，得到组织均匀的Ti₂AlC颗粒增强铜基复合材料。

作为优选，步骤一中，所述的高速分散的时间为30～60min。

作为优选，步骤一中，所述的酒精和丙酮的体积比为1：2。

作为优选，步骤一中，所述的Ti₂AlC颗粒的粒径为100～200nm。

作为优选，步骤三中，所述的累积叠轧道次为2～4次。