[发明专利]一种金刚石/铜复合材料及其制备方法有效

申请号：	202011118730.3	申请日：	2020-10-19
公开（公告）号：	CN112226703B	公开（公告）日：	2021-08-10
发明（设计）人：	黄树晖;郭宏;张习敏;解浩峰;米绪军;谢忠南	申请（专利权）人：	有研工程技术研究院有限公司
主分类号：	C22C47/08	分类号：	C22C47/08;C22C47/06;C22C47/04;C22C49/02;C22C49/14;C23C14/18;C23C14/35;C23C14/58;C25D3/38;C22C101/10;C22C121/02
代理公司：	中国有色金属工业专利中心 11028	代理人：	范威
地址：	101407 北京市怀***	国省代码：	北京;11
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摘要：
搜索关键词：	一种金刚石复合材料及其制备方法
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【权利要求书】：

1.一种金刚石/铜复合材料，其特征在于，所述复合材料包括自下而上依次设置的金刚石颗粒/铜复合底层，至少一个碳纤维区，金刚石颗粒/铜复合顶层；所述碳纤维区包括自下而上依次设置的第一碳纤维/金刚石颗粒/铜复合层、金刚石颗粒/铜复合中间层、第二碳纤维/金刚石颗粒/铜复合层，所述金刚石颗粒平均直径控制在30μm～100μm，碳纤维的直径控制在3um～10um；所述金刚石颗粒/铜复合底层的厚度和金刚石颗粒/铜复合顶层的厚度均控制在1～3mm，所述金刚石颗粒/铜复合中间层厚度控制在0.5～1.5mm；所述第一碳纤维/金刚石颗粒/铜复合层内的多根碳纤维和第二碳纤维/金刚石颗粒/铜复合层内的多根碳纤维均平行分布，并且所述第一碳纤维/金刚石颗粒/铜复合层内的碳纤维和第二碳纤维/金刚石颗粒/铜复合层内的碳纤维互相垂直。

2.一种如权利要求1所述的金刚石/铜复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)采用磁控溅射在金刚石颗粒表面制备厚度为0.1um～1.0um厚的单质元素过渡层，随后采用真空热处理使单质元素过渡层转变为碳化物层；

(2)采用化学活化工艺对碳纤维进行表面活化处理；

(3)将经步骤(1)得到的金刚石颗粒与粘结剂均匀混合；

(4)在金属模具中先平铺一层经步骤(3)得到的金刚石颗粒与粘结剂的混合物；

(5)在平铺好一层经步骤(3)得到的金刚石颗粒与粘结剂的混合物的上面铺设经步骤(2)得到的碳纤维，然后铺设一层经步骤(3)得到的金刚石与粘结剂的混合物，再沿着与前面铺设好的碳纤维垂直的方向铺设经步骤(2)得到的碳纤维；

(6)最后再铺设一层经步骤(3)得到的金刚石与粘结剂的混合物，在70℃～90℃温度下压实，压强为30MPa～50MPa，保压1min～2min后，在150℃～300℃烘干，制备出含有碳纤维的金刚石多孔预制体；

(7)将熔化的铜合金液体压入经步骤(6)得到的预制体之中，并保压，冷却，直至铜液彻底凝固；

(8)加工去除表面多余的铜合金，得到金刚石/铜复合材料。

3.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)单质元素为铬、钛、钨中的任意一种。

4.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(2)化学活化工艺是将碳纤维进行酸洗后，电镀0.1um～1.0um厚的铜层。

5.根据权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)将金刚石颗粒与粘结剂的质量比为100：(2～4)。