The invention relates to a preparation method of a carbon nanotube reinforced copper matrix composite material, belonging to the preparation field of composite materials. The first is the main method of preparation of carbon nanotubes / copper powder, and then to the storage of carbon nanotubes / copper powder in ethanol successively adding copper powder, polyethylene glycol, mixing evenly, and then cooling, filtering, washing, drying, composite powder; composite powder is added to the spark plasma sintering of hard alloy die you can get in, the carbon nanotube reinforced copper matrix composites. In the preparation process by copper plating on carbon nanotubes, improve the wettability between carbon nanotubes and copper powder, improve the bonding strength, so as to solve the problem of agglomeration of carbon nanotubes in the copper matrix; by spark plasma sintering technology to fabricate dense fine, high strength and good toughness and high electrical conductivity carbon nanotube reinforced copper matrix composites.
【技术实现步骤摘要】
一种碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法,具体涉及一种利用放电等离子烧结技术制备碳纳米管增强铜基复合材料的方法,属于复合材料制备领域。技术背景铜具有较高的电导率和热导率以及较低的热膨胀系数,因此是热电应用领域最重要的工程材料。然而,纯铜力学性能较差,极大的限制了铜在其他领域的应用。目前主要通过添加合金元素、氧化物颗粒或者第二相等途径改善铜基复合材料的力学性能。陶瓷增强体(包括陶瓷纤维和颗粒)增强的铜基复合材料具有高的比强度和比模量,但是其电导率和热导率都有明显的下降。与陶瓷相比,碳纳米管具有高导热性、低热膨胀系数和良好的自润滑性能,是理想的增强材料,而且碳纳米管对力学性能的增强有突出的效果,因此成为一个新的研究热点。现有技术中,在制备碳纳米管增强铜基复合材料过程中存在碳纳米管团聚分散不均匀的问题;另外,制备的碳纳米管增强铜基复合材料的力学性能以及电学性能有待进一步提高。放电等离子烧结技术结合了热压烧结、电阻加热和等离子体活化等特征,具有加热速度快、保温时间短以及烧结温度低等突出优点,能够达到冶金结合的效果。因此,放电等离子烧结技术为碳纳米管增强铜基复合材料提供了一种新的制备方法。
技术实现思路
针对现有技术中制备碳纳米管增强铜基复合材料存在的问题,本专利技术的目的在于提供一种碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法,所述方法使用放电等离子烧结技术制备出强度高,韧性佳的碳纳米管增强的铜基复合材料。本专利技术的目的是通过以下技术方案实现的。一种碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法,所述制备方法步骤包括:步骤1.采用专 ...
【技术保护点】
一种碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法,其特征在于:所述制备方法步骤包括:步骤1.采用专利CN105458292A中的方法制备碳纳米管/铜粉体,将制备得到的碳纳米管/铜粉体存放在无水乙醇中;步骤2.先后依次向存放碳纳米管/铜粉体的乙醇中加入铜粉、聚乙二醇,混合均匀后,在50~60℃下超声并搅拌不少于120min,然后再冷却、抽滤、清洗,最后放入30~50℃真空干燥箱中干燥,得到复合粉体;步骤3.在硬质合金模具的内壁和压头上分别涂上一层脱模剂,然后在硬质合金模具内垫石墨纸,再将复合粉体加入到硬质合金模具中,最后将装有复合粉体的硬质合金模具放入放电等离子烧结设备中进行烧结;其中,烧结过程中参数的设置如下:真空度为1~5Pa,预加压力1~3MPa,烧结压力50MPa,烧结温度600~800℃,升温速度50~100℃/min,保温时间3~10min;烧结过程结束后,关闭电流,并卸载烧结压力,硬质合金模具随炉冷却至温度为50~150℃时,打开放电等离子烧结设备腔体,取出硬质合金模具,硬质合金模具中烧结后得到的固体为所述碳纳米管增强铜基复合材料;步骤2中,聚乙二醇的质量与得到的复合粉体的质量的比值 ...
【技术特征摘要】
1.一种碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法,其特征在于:所述制备方法步骤包括:步骤1.采用专利CN105458292A中的方法制备碳纳米管/铜粉体,将制备得到的碳纳米管/铜粉体存放在无水乙醇中;步骤2.先后依次向存放碳纳米管/铜粉体的乙醇中加入铜粉、聚乙二醇,混合均匀后,在50~60℃下超声并搅拌不少于120min,然后再冷却、抽滤、清洗,最后放入30~50℃真空干燥箱中干燥,得到复合粉体;步骤3.在硬质合金模具的内壁和压头上分别涂上一层脱模剂,然后在硬质合金模具内垫石墨纸,再将复合粉体加入到硬质合金模具中,最后将装有复合粉体的硬质合金模具放入放电等离子烧结设备中进行烧结;其中,烧结过程中参数的设置如下:真空度为1~5Pa,预加压力1~3MPa,烧结压力50MPa,烧结温度600~800℃,升温速度50~100℃/min,保温时间3~10min;烧结过程结束后,关闭电流,并卸载烧结压力,硬质合金模具随炉冷却至温度为50~150℃时,打开放电等离子烧结设备腔体,取出硬...
【专利技术属性】
技术研发人员:张朝晖,王虎,胡正阳,李昇霖,刘颖,王富耻,
申请(专利权)人:北京理工大学,
类型:发明
国别省市:北京,11
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