一种低膨胀、低密度的铜基隔热材料及其制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低膨胀、低密度铜基隔热材料及其制备方法，在Cu基体的基础上，引入纳米粒径的Sc

Low expansion and low density copper based heat insulating material and preparation method thereof

The invention discloses a low expansion and low density copper base heat insulating material and a preparation method thereof. The Sc of nanometer particle diameter is introduced on the basis of the Cu substrate

【技术实现步骤摘要】
一种低膨胀、低密度的铜基隔热材料及其制备方法
本专利技术涉及一种金属基隔热材料，具体涉及一种低膨胀、低密度的铜基隔热材料及其制备方法。
技术介绍
当前，非金属隔热材料(比如纤维)在航空航天、民用等领域应用广泛，但是非金属隔热材料刚度不高，可加工性差，往往无法满足某些需要兼备刚度、隔热性能、抗冲击、低膨胀、轻质、易加工等多重特性的应用需求，金属材料具备高强度和刚度，可加工性好，但也有其缺点，即密度大、隔热性能差、热膨胀系数大，没有单一材料可以达到上述的应用要求。因此，开发一种低膨胀、低密度的金属基隔热材料是当前急需解决的问题。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种低膨胀系数、低密度、可加工性好、隔热性好的金属基复合材料。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案如下：一种低膨胀、低密度的铜基隔热材料的制备方法。包括以下制备过程：(1)将水热法或固相法制备出的负热膨胀材料Sc2W3O12粉末放入球磨罐，加入去离子水或乙醇，在球磨机中球磨后经过离心、干燥得到纳米级的Sc2W3O12粉末。(2)分别称取不同比例的Cu粉、石墨烯粉末、步骤(1)中所得到的纳米级的Sc2W3O12粉末放入干燥的球磨罐中，球磨混合均匀。(3)取混合均匀的粉末放入石墨模具中，通过热压炉热压烧结。步骤(1)中所述的球磨机是高能球磨机，转速控制为360～400转/分钟，球磨时间控制在48～72h；干燥得到的Sc2W3O12粉末的粒径为100～200纳米。步骤(2)中所述的Cu粉的粒径为100nm，所占质量百分比为60％，所述的石墨烯粉末是工业级高纯石墨烯粉，所占质量百分比为5％～15％，所述的纳米级的Sc2W3O12粉末所占质量百分比为25％～35％。步骤(3)中所述的热压烧结的条件为在真空或还原气氛下烧结，烧结温度控制为700～800℃，烧结保温时间控制为2～3h，烧结过程中施加压力控制在20～30MPa。所制备材料的密度控制在4.1～4.8g/cm3，远小于纯铜的密度8.9g/cm3，材料的热膨胀系数控制在8～10×10-6/K。所制备材料内部形成大量的互不联通的密闭气孔，气孔率控制在30～40％，材料的最小导热系数为2.4W/mK，具体工艺参数见实施例。本专利技术的有益效果：(1)本专利技术所述铜基隔热材料属于金属基材料，其刚度和抗冲击性能好，此外，其导热系数和密度都很小，热膨胀系数低，具备低膨胀、轻质、易加工特性，在航空航天、民用等领域有很好的应用前景。(2)本专利技术所述铜基隔热材料采用一次性热等静压成型，制备方法简单、易操作，制备出的铜基隔热材料强度高。附图说明图1是实施例所述60％Cu35％Sc2W3O125％石墨烯复合材料的热膨胀曲线及线性拟合。具体实施方式实施例原料：Cu粉，质量百分比60％；高纯石墨烯粉，质量百分比5％，纳米级的Sc2W3O12粉，质量百分比35％。取上述配比且混合均匀的粉末20g，填装进直径为30mm的石墨模具，振动压实后放入热压烧结炉中，以10℃/min加热至设定温度700℃，在真空状态保温保压2h，压力保持30Mpa，随炉冷却。所得样品经检测，密度仅为4.3g/cm3，仅为纯Cu密度的一半，热导率仅为为2.4W/mK，热膨胀曲线如图1所示，经过线性拟合计算得到25～300℃区间内复合材料的平均热膨胀系数为8.6×10-6K-1。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种低膨胀、低密度的铜基隔热材料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：(1)将水热法或固相法制备出的负热膨胀材料Sc

【技术特征摘要】
1.一种低膨胀、低密度的铜基隔热材料的制备方法，其特征在于，制备步骤如下：(1)将水热法或固相法制备出的负热膨胀材料Sc2W3O12粉末放入球磨罐，加入去离子水或乙醇，在球磨机中球磨后经过离心、干燥得到纳米级的Sc2W3O12粉末；(2)分别称取不同比例的Cu粉、石墨烯粉末、步骤(1)中所得到的纳米级的Sc2W3O12粉末放入干燥的球磨罐中，球磨混合均匀；(3)取混合均匀的粉末放入石墨模具中，通过热压炉热压烧结。2.如权利要求1中所述的一种低膨胀、低密度的铜基隔热材料的制备方法，其特征在于，步骤(1)中所述的球磨机是高能球磨机，转速控制为360～400转/分钟，球磨时间控制在48～72h；干燥得到的Sc2W3O12粉末的粒径为100～200纳米。3.如权利要求1中所述的一种低膨胀、低密度的铜基隔热材料的制备方法，其特征在于，步骤(2)中所述的Cu粉的粒径为100nm，所占质量百分比为60％，所述的石墨烯粉末是工业级高纯石墨烯粉，所占质量百分比为5％～15％，所述的纳米级的Sc2W3O12粉末所占质量百分比为25％～35％。4.如权利要求1中所述的一种低膨胀、低密度的铜基隔热材料的制备方法，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：程晓农，陈敏，高帅，郭丽萍，杨娟，
申请(专利权)人：江苏时代华宜电子科技有限公司，江苏大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32