一种金刚石/铝复合材料的深冷处理方法技术

一种金刚石/铝复合材料的深冷处理方法,属于颗粒增强金属基复合材料研究领域，其特征在于将通过粉末冶金、熔渗或热压等方法制备出的金刚石/铝复合材料放置于深冷处理设备试样架上，密封深冷处理设备。深冷处理后，打开深冷处理设备，取出试样放置在室温下。通过深冷处理后，金刚石/铝复合材料热导率从243W/m·K提高了269W/m·K。本发明专利技术金刚石/铝复合材料可以显著提高其致密度，降低孔隙、裂纹等缺陷，从而有效提高金刚石/铝复合材料的热导率，特别针对粉末冶金法制备的金刚石/铝复合材料。

【技术实现步骤摘要】
一种金刚石/铝复合材料的深冷处理方法
本专利技术属于颗粒增强金属基复合材料深冷处理
，具体涉及一种金刚石/铝的深冷处理方法。
技术介绍
金刚石/铝复合材料由于具有低密度、可调的热膨胀系数、导热性能优异等优势而被认为在微电子、动力电池、航空航天等领域具有广阔应用前景的新材料。但由于金刚石与铝润湿性差，使得任何制备方法都不可能让金刚石/铝复合材料达到完全致密，从而导致金刚石/铝复合材料没有达到预期优异导热性能。因此，寻找一种能够提高金刚石/铝复合材料导热性能的方法十分必要。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种金刚石/铝复合材料的深冷处理方法，解决金刚石/铝复合材料致密性的问题。本专利技术金刚石/铝复合材料的深冷处理方法，具体步骤如下：步骤（1），金刚石/铝复合材料制备：先对金刚石颗粒预处理去除表面杂质，将经过预处理的金刚石颗粒与铝粉混合后进行研磨及搅拌处理，采用冷压成型，选用50MPa的压力，保压5min，脱模后进行干燥，最后将金刚石/铝坯体置于管式气氛炉中，通氩气，加热至875℃，保温1h，完成后关闭加热装置，随炉冷却至室温，制得金刚石/铝复合材料；步骤（2），将步骤（1）制备的金刚石/铝复合材料用细砂纸打磨除去表面的氧化物，然后用超声波和酒精清洗金刚石/铝复合材料表面的残留物和水分；步骤（3），将步骤（2）清洗后的金刚石/铝复合材料放置于充满液氮的深冷处理设备的试样架上，密封深冷处理设备，进行深冷处理，深冷处理后，打开深冷处理设备，取出试样放置在室温下，即得到深冷处理的金刚石/铝复合材料。进一步地，步骤（1）中所述金刚石为人造金刚石，人造金刚石选用MDG500型，粒度为120-140目，所述铝粉纯度为99.95%，粒度为300目。进一步地，所述步骤（3）深冷处理的具体参数为：深冷次数为1次，保温温度为-196℃，保温时间为24h。本专利技术的有益效果是，1、本专利技术金刚石/铝复合材料的深冷处理方法，通过深冷过程中金刚石/铝复合材料会产生明显的体积收缩现象，使复合材料中内部微孔和空位等缺陷产生弥合，降低金刚石/铝复合材料的孔隙率，从而提高金刚石/铝复合材料热导率。2、本专利技术金刚石/铝复合材料的深冷处理方法，通过深冷处理工艺降低了金刚石和铝热膨胀系数不匹配，在金刚石/铝复合材料界面处引入的热错配应力，从而减少了由于这种热错配应力引起的晶格畸变，进而降低金刚石/铝复合材料的界面热阻，提高了金刚石/铝复合材料的热导率。3、本专利技术金刚石/铝复合材料的深冷处理方法，深冷处理作为一种特殊的热处理工艺，其过程具有无污染，操作方便，成本低等优势。本专利技术提高金刚石/铝复合材料致密性，可运用于其他颗粒增强金属基复合材料的处理，致密性是提高复合材料热导率的关键问题。附图说明附图1是深冷前金刚石/铝复合材料的组织形貌图；附图2是深冷后金刚石/铝复合材料的组织形貌图附图3是实施例1深冷前后复合材料热导率。具体实施方式下面结合附图和具体实验方式对本专利技术进行详细说明。本专利技术金刚石/铝复合材料的深冷处理方法，具体步骤如下：步骤1，采用的原材料为铝粉和人造金刚石，其中铝粉纯度为99.95%，粒度为300目，人造金刚石选用MDG500型，粒度为120-140目。先对金刚石颗粒预处理，去除表面杂质。将经过预处理的金刚石颗粒与铝粉混合后进行研磨及搅拌处理。采用冷压成型，选用50MPa的压力，保压5min，脱模后进行干燥。最后将金刚石/铝坯体置于管式气氛炉中，通氩气，加热至875℃，保温1h，完成后关闭加热装置，随炉冷却至室温。步骤2，将步骤1制备的金刚石/铝复合材料用细砂纸打磨除去表面的氧化物，然后用超声波和酒精清洗金刚石/铝复合材料表面的残留物和水分。步骤3，将步骤2清洗后的金刚石/铝复合材料放置于充满液氮的深冷处理设备的试样架上，密封深冷处理设备。深冷处理后，打开深冷处理设备，取出试样放置在室温下，即得到深冷处理的金刚石/铝复合材料。实施例1步骤1，将制备好的金刚石/铝复合材料用细砂纸打磨除去表面的氧化物，然后用超声波和酒精清洗金刚石/铝复合材料表面的残留物和水分。步骤2，将步骤1清洗后的金刚石/铝复合材料放置于充满液氮的深冷处理设备的试样架上，密封深冷处理设备。深冷处理后，打开深冷处理设备，取出试样放置在室温下。工艺参数：保温温度为-196℃，保温时间为24h。如图1所示，深冷前，金刚石颗粒在基体中分布均匀，铝基体存在明显的孔洞，界面处有孔隙、微孔等缺陷。深冷后，铝基体的孔隙大量减少，金刚石颗粒被铝很好地包裹起来，两相结合紧密，界面处无明显的微孔、间隙等缺陷。主要由于深冷过程中，由于体积收缩效应，孔隙及微孔等缺陷得到弥合。如图2为深冷前后金刚石/铝复合材料热导率。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种金刚石/铝复合材料的深冷处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤（1），金刚石/铝复合材料制备：先对金刚石颗粒预处理去除表面杂质，将经过预处理的金刚石颗粒与铝粉混合后进行研磨及搅拌处理，采用冷压成型，选用50 MPa的压力，保压5 min，脱模后进行干燥，最后将金刚石/铝坯体置于管式气氛炉中，通氩气，加热至875℃，保温1 h，完成后关闭加热装置，随炉冷却至室温，制得金刚石/铝复合材料；步骤（2），将步骤（1）制备的金刚石/铝复合材料用细砂纸打磨除去表面的氧化物，然后用超声波和酒精清洗金刚石/铝复合材料表面的残留物和水分；步骤（3），将步骤（2）清洗后的金刚石/铝复合材料放置于充满液氮的深冷处理设备的试样架上，密封深冷处理设备，进行深冷处理，深冷处理后，打开深冷处理设备，取出试样放置在室温下，即得到深冷处理的金刚石/铝复合材料。

【技术特征摘要】
1.一种金刚石/铝复合材料的深冷处理方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤（1），金刚石/铝复合材料制备：先对金刚石颗粒预处理去除表面杂质，将经过预处理的金刚石颗粒与铝粉混合后进行研磨及搅拌处理，采用冷压成型，选用50MPa的压力，保压5min，脱模后进行干燥，最后将金刚石/铝坯体置于管式气氛炉中，通氩气，加热至875℃，保温1h，完成后关闭加热装置，随炉冷却至室温，制得金刚石/铝复合材料；步骤（2），将步骤（1）制备的金刚石/铝复合材料用细砂纸打磨除去表面的氧化物，然后用超声波和酒精清洗金刚石/铝复合材料表面的残留物和水分；步骤（3），将步骤（2）清洗...

【专利技术属性】
技术研发人员：董应虎，张永杰，张进，张瑞卿，陈庆军，叶志国，周贤良，
申请(专利权)人：南昌航空大学，
类型：发明
国别省市：江西,36