[发明专利]一种氧化物弥散强化铜基复合材料的制备方法

说明书

一种本发明的氧化物弥散强化铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤：(1)将弥散强化氧化物对应的可溶性盐和铜盐加入去离子水中制备成混合均匀的盐溶液，调节pH，制备成前驱体胶体溶液；(2)将前驱体胶体溶液进行喷雾干燥，制备成复合氧化物粉末；(3)将复合氧化物粉末进行真空煅烧和还原处理，得到弥散强化铜基复合粉末。本发明的制备方法过程中使用喷雾干燥调控增强体的含量和种类，有利调控复合材料的最终力学性能。采用喷雾干燥和热等静压烧结工艺可以实现复合材料致密度和气密性的提高，进一步提高了弥散强化铜基复合材料的应用领域。

技术领域

本发明属于复合材料领域，尤其涉及一种氧化物弥散强化铜基复合材料的制备方法。

背景技术

弥散强化铜是一种优异的高强、高导材料，为高强高导复合材料中最有应用前景的复合材料之一。由于纳米级颗粒增强体对铜基体的弥散强化作用，使其具有高强度、高硬度、高导电率及高软化温度等特性。目前，弥散强化铜已广泛应用于电器切换开关、触头材料、电阻焊电极、大规模集成电路引线框架、灯丝引线、大功率微波管结构材料和转子材料等领域。

目前，国内外商业化弥散强化铜材料最为普遍的是氧化铝弥散强化铜基复合材料，当前主要采用的工艺为内氧法和机械合金化法。内氧法工艺由于生产周期长，成本高，氧化铝颗粒粒径难以控制，并且氧气量和氧化时间难以控制，同时在生产过程对生产设备和工艺控制的要求很为严格。另一个难点是由于增强体颗粒和铜基体润湿性差，从而导致其在铜基体存在偏析和聚集，偏析的增强体存在于铜基复合材料内部难以消除，容易造成裂纹和空洞，对复合材料的机械性能产生不好的影响。机械合金化法则由于强化相粒度不够细、粒径分布广、杂质容易混入、难以混合均匀等缺点影响其性能。因此，为了提高弥散强化铜的应用范围，关键在于寻找一种能改善增强体在铜基体中的分散性和含量的制备工艺，以提高复合材料的力学性能。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是，克服以上背景技术中提到的不足和缺陷，提供一种氧化物弥散强化铜基复合材料的制备方法。

为解决上述技术问题，本发明提出的技术方案为：

一种氧化物弥散强化铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

(1)将弥散强化氧化物对应的可溶性盐和铜盐加入去离子水中制备成混合均匀的盐溶液，调节pH，制备成前驱体胶体溶液；

(2)将前驱体胶体溶液进行喷雾干燥，制备成复合氧化物粉末；

(3)将复合氧化物粉末进行真空煅烧和还原处理，得到弥散强化铜基复合粉末。

上述的制备方法，优选的，步骤(1)中，弥散强化氧化物对应的可溶性盐和铜盐的浓度比为(0.1-2wt％):(99.9-98wt％)。

上述的制备方法，优选的，步骤(1)中，将弥散强化氧化物对应的可溶性盐和铜盐加入去离子水中进行高速搅拌，搅拌时间为10-60min，温度为60℃，高速搅拌的速率为1000-4000r/min。

上述的制备方法，优选的，步骤(1)中，弥散强化氧化物对应的可溶性盐包括硝酸铝、三氯化钇、氯化锆、硝酸镁和氯化亚锡中的一种或几种；

铜盐包括硫酸铜、醋酸铜和氯化铜中的一种或几种。

上述的制备方法，优选的，步骤(1)中，pH值通过加入氢氧化钾调节，pH值控制为11-13。

上述的制备方法，优选的，步骤(2)中，喷雾干燥的速度为10000-30000r/min，喷雾干燥的温度为150-350℃。

上述的制备方法，优选的，步骤(3)中，真空煅烧温度500-800℃，真空煅烧的时间为1-3h。

上述的制备方法，优选的，步骤(3)中，还原处理的温度400-800℃，还原时间1-3h，还原处理在氢气中进行。