[发明专利]协同增强铜基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种制备协同增强铜基复合材料的方法，其特征在于，所述协同增强铜基复合材料中碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂ Mxene的质量比为1:1:1～10，且所述碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂ Mxene的质量和占所述铜基复合材料总质量的0.03～0.9％，所述方法包括如下步骤：

S101：将阳离子表面活性剂、碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂ Mxene按预定比例加入去离子水中，室温下超声分散，得到分散液；

S103：将所述分散液按预定比例加入到铜离子浓度为6.4～64g/L的铜盐水溶液中，搅拌均匀后加入碱性溶液，得到包括氢氧化铜的悬浊液；

S105：将所述悬浊液加热至50～100℃，继续搅拌并向其中加入还原剂将所述氢氧化铜还原为氧化亚铜；

S107：将步骤S105所得产物过滤、清洗和干燥，得到碳量子点、碳纳米管、Ti₃C₂ Mxene和氧化亚铜的复合粉末；

S109：将所述复合粉末置于还原炉内，加热并通入还原气体将氧化亚铜还原为铜，得到分子级共混的铜基复合粉末；

S111：对所述铜基复合粉末进行放电等离子体烧结，得到碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂Mxene协同增强的铜基复合材料；

步骤S111中放电等离子体烧结的工艺参数为：升温速率50～150℃/min，烧结温度600～900℃，烧结压力40～60MPa，保温时间5～30min。

2.如权利要求1所述制备协同增强铜基复合材料的方法，其特征在于：所述阳离子表面活性剂为十六烷基三甲基溴化铵或十八烷基三甲基氯化铵。

3.如权利要求1所述制备协同增强铜基复合材料的方法，其特征在于：步骤S101中，所述阳离子表面活性剂、碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂ Mxene的质量总和为所述分散液的0.4～1.2％，且所述碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂ Mxene的质量和与所述阳离子表面活性剂的质量之比为3:1～15:1。

4.如权利要求1所述制备协同增强铜基复合材料的方法，其特征在于：所述铜盐为硫酸铜、硝酸铜、乙酸铜和氯化铜中的任意一种或多种。

5.如权利要求1所述制备协同增强铜基复合材料的方法，其特征在于：所述还原剂为葡萄糖、柠檬酸和水合肼中的任意一种或多种。

6.如权利要求1所述制备协同增强铜基复合材料的方法，其特征在于：所述还原气体为H₂或CO，或为氮气、氩气、氦气中的至少一种与H₂或CO的混合气。

7.如权利要求1所述制备协同增强铜基复合材料的方法，其特征在于：步骤S109中，还原炉的升温速率为10～15℃/min，在250～350℃保温1～3h；所得到的铜基复合粉末随炉冷却。

8.一种协同增强铜基复合材料，其特征在于，所述铜基复合材料中碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂ Mxene的质量比为1:1:1～10，且所述碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂ Mxene的质量和占所述铜基复合材料总质量的0.03％～0.9％。

9.如权利要求8所述的协同增强铜基复合材料，其特征在于：所述铜基复合材料中碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂ Mxene的质量比为1:1:2～6，且所述碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂Mxene的质量和占所述铜基复合材料总质量的0.11～0.19％。