一种铜碳复合材料短流程制备方法技术

一种碳铜复合材料的短流程制备方法。所述方法是选用铜的氧化物粉末与碳粉混合均匀，直接热压烧结，原位复合反应，一步实现铜碳复合材料的原位复合和致密化，制备的铜碳复合材料碳含量为5％‑60％。本发明专利技术专利的特点是：利用铜的氧化物粉末与碳粉的直接氧化还原反应，可大幅缩短制备流程并一步致密化得到碳铜复合材料，本发明专利技术方法可有效改善铜基体与碳的结合，实现铜与石墨之间的牢固结合，有效提高铜碳复合材料中两相的均匀性，最大限度降低两相界面对材料电导率的影响，并大幅提高复合材料的机械性能。本方法工艺及其简单，制备的碳铜复合材料基体与碳两相分部均匀且结合较好，具有优异的电学、力学性能和摩擦磨损性能。

【技术实现步骤摘要】
一种铜碳复合材料短流程制备方法
本专利技术公开了一种碳铜复合材料短流程制备方法。属于粉末冶金

技术介绍
高性能铜碳复合材料是一种极具发展前途的金属基复合材料，其不仅具有铜的良好的强度、硬度，优良的导电、导热、耐蚀性，还具有碳良好的自润滑性、高熔点、抗熔焊性和耐电弧烧蚀性，已广泛应用于电接触材料、摩擦材料、含油轴承、导电材料和机械零件材料领域。常规制备铜碳复合材料的方法是粉末冶金法，其采用铜粉和石墨粉直接混合烧结而成，但由此制备的铜碳复合材料中存在大量孔洞，且铜和碳的界面结合不牢，其综合性能难以得到提高。铜与碳即使在高温下也不发生反应，且润湿性极差，在1100℃高温下其润湿角也达140°，因此，改善铜和碳两相之间的界面是提高铜碳复合材料性能的唯一手段。CN1213876A公布了一种镀铜或银以及碳质粉或金属粉末两者混合的工艺来改善其界面，该方法工艺复杂，需要复压复烧，导致工艺成本增加，同时，制备过程中需要添加0-20％的粘结剂，其容易残留在复合材料内部而恶化材料性能。CN105880284A公布了一种高导电性铜碳复合材料的制备方法，其在铜板上均匀铺上石墨粉，然后进行反复轧制来改本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种铜碳复合材料短流程制备方法，包括下述步骤：第一步：混料选用铜的氧化物粉末与碳粉混合均匀得到混合粉末；所述铜的氧化物粉末至少包括氧化亚铜粉末；第二步：真空热压烧结将第一步所得的混合粉末冷压成型后装入真空热压机模具，抽真空至10‑3Pa以上，升温至450‑550℃，对压坯施加10‑20MPa压力，保温至少2h后再升温至850‑950℃，加压至30‑50MPa，保压至少2h，随炉冷至室温。

【技术特征摘要】
1.一种铜碳复合材料短流程制备方法，包括下述步骤：第一步：混料选用铜的氧化物粉末与碳粉混合均匀得到混合粉末；所述铜的氧化物粉末至少包括氧化亚铜粉末；第二步：真空热压烧结将第一步所得的混合粉末冷压成型后装入真空热压机模具，抽真空至10-3Pa以上，升温至450-550℃，对压坯施加10-20MPa压力，保温至少2h后再升温至850-950℃，加压至30-50MPa，保压至少2h，随炉冷至室温。2.根据权利要求1所述的一种铜碳复合材料短流程制备方法，其特征在于：铜的氧化物粉末与碳粉混合采用气体保护球磨。3.根据权利要求2所述的一种铜碳复合材料短流程制备方法，其特征在于：将混合粉末在氩气保护下进行球磨，球料比为5:1-15:1，球磨机转速150rpm-300rpm，球磨时间为1-4小时；球磨机选用行星球磨机。4.根据权利要求1所述的一种铜碳复合材料短流程制备方法，其特征在于：所述铜的氧化物粉末中还包括氧化铜粉末，氧化铜粉末占铜的氧化物粉末的质量百分比为0-50％。5.根据权利要求1所述的一种铜碳复合材料短流程制备方法，其特征在于：真空热压烧结过程的升温速率为5-15℃/min；升温至480-520℃，对压坯施加10-20MPa压力，保温2-6h后再升温至880-920℃，加压至30-50MPa，保压...

【专利技术属性】
技术研发人员：肖柱，李周，陈如丝，方梅，龚深，雷前，
申请(专利权)人：中南大学，
类型：发明
国别省市：湖南,43