The invention discloses a preparation method of diamond/W_Cu composite material. First, the surface of diamond particles is coated with W by salt bath plating, then the W-coated composite powder is obtained by electroless plating, and then a certain amount of W-coated diamond particles and Cu-coated W composite powder are mixed and compacted. The formed blank is placed in a tubular furnace and sintered under the protection of H2. To diamond/W_Cu composites. The invention adds W-coated diamond into W_Cu composite material, improves the heat transfer performance of W_Cu composite material by using high thermal conductivity of diamond. At the same time, copper plating on W powder surface by electroless plating method can make copper evenly distributed on W powder surface, avoid the uneven mixture of W powder and Cu powder, and is beneficial to improving the density of composite material and improving the synthesis of composite material. Performance.
【技术实现步骤摘要】
一种金刚石/W-Cu复合材料的制备方法
本专利技术涉及一种金刚石/W-Cu复合材料的制备方法,属于金属基复合材料制备领域。
技术介绍
随着社会经济和科学技术的发展,能源问题与环境问题逐渐突出,核聚变能具有清洁安全、燃料丰富等优点,成为备受关注的新能源之一。在开发核聚变能的ITER装置中,面向等离子材料需要承受由于等离子体的放电作用以及高粒子通量和中子负载的热作用所产生的高热量,而过高的热载荷将会导致面向等离子材料的高温失效。因此,必须选择一种热沉材料把热量及时、高效地传递出去,从而保证反应堆整体的正常运转。W具有高熔点、高密度、高强度和低热膨胀系数等特性,Cu具有良好的导电导热性。W-Cu复合材料可以综合W和Cu的特性,具有较高的热导率、可调的热膨胀系数等优点,是目前应用于ITER装置中较为理想的热沉材料。但是W-Cu复合材料的热导率依然不高,仅为200W·m-1·K-1左右,进一步提高复合材料的热导率成为亟待解决的问题之一。在W-Cu复合材料中掺杂元素可以改善W和Cu之间的润湿性,从而提高W-Cu复合材料的热导率。《镀膜碳纤维、碳化硅纤维与晶须增强钨铜复合材料的制备与研究》一文中在W-Cu复合材料中添加镀钛C纤维,获得的W-Cu复合材料致密度达98.5%,热导率为244W·m-1·K-1。李继文等在专利CN105238983B《一种稀土氧化物掺杂钨铜复合材料及其制备方法》中,通过向W-Cu复合材料中掺杂稀土氧化物,提高了W-Cu复合材料的致密度,使最终W-Cu复合材料的导电导热性有所提高。但是复合材料热导率提高幅度有限,依然无法满足承受过高热载荷的面向等 ...
【技术保护点】
1.一种金刚石/W‑Cu复合材料的制备方法,其特征在于,按如下步骤进行:(1)将金刚石颗粒与W粉放入研钵中,并加入NaCl和BaC12混合盐,混合均匀,得混合物料;然后将所述混合物料在N2‑H2混合气体保护下加热至900~1200℃,保温10~120min;所得产物冷却后,经清洗、烘干处理,得到表面镀W金刚石颗粒;(2)称取硫酸铜CuSO4·5H2O和2,2‑联吡啶C10H8N2,加去离子水溶解,获得蓝色溶液;称取乙二胺四乙酸二钠C10H14N2Na2O8·2H2O和氢氧化钠NaOH,加去离子水溶解,获得透明溶液;将两种溶液混合并加入适量的甲醛HCHO溶液,制得化学镀铜的镀液;(3)将W粉加入到所述化学镀铜的镀液中,控制反应温度在30~80℃、pH值范围在11~13,待上层溶液变为澄清溶液后,反应结束,所得产物用去离子水多次清洗完全去除杂质,再经烘干、H2还原,得到Cu包覆W复合粉末;(4)在Cu包覆W复合粉末中添加所述表面镀W金刚石颗粒,在V型混料机中混合6h,然后将所得复合粉末压制成生坯;(5)将步骤(4)得到的生坯置于管式炉炉腔中,在H2保护下加热至1100~1300℃,保温60 ...
【技术特征摘要】
1.一种金刚石/W-Cu复合材料的制备方法,其特征在于,按如下步骤进行:(1)将金刚石颗粒与W粉放入研钵中,并加入NaCl和BaC12混合盐,混合均匀,得混合物料;然后将所述混合物料在N2-H2混合气体保护下加热至900~1200℃,保温10~120min;所得产物冷却后,经清洗、烘干处理,得到表面镀W金刚石颗粒;(2)称取硫酸铜CuSO4·5H2O和2,2-联吡啶C10H8N2,加去离子水溶解,获得蓝色溶液;称取乙二胺四乙酸二钠C10H14N2Na2O8·2H2O和氢氧化钠NaOH,加去离子水溶解,获得透明溶液;将两种溶液混合并加入适量的甲醛HCHO溶液,制得化学镀铜的镀液;(3)将W粉加入到所述化学镀铜的镀液中,控制反应温度在30~80℃、pH值范围在11~13,待上层溶液变为澄清溶液后,反应结束,所得产物用去离子水多次清洗完全去除杂质,再经烘干、H2还原,得到Cu包覆W复合粉末;(4)在Cu包覆W复合粉末中添加所述表面镀W金刚石颗粒,在V型混料机中混合6h,然后将所得复合粉末压制成生坯;(5)将步骤(4)得到的生坯置于管式炉炉腔中,在H2保护下加热至1100~1300℃,保温60~240min,然后随炉冷却至室温,即得金刚石/W-Cu复合材料。2.根据权利要求1所述的一种金刚石/W-Cu复合材料的制备方法,其特征在于:步骤(1)中所述金刚石颗粒的粒度为50~200μm,W粉的粒度为0.5~10μm。3.根据权利要求...
【专利技术属性】
技术研发人员:程继贵,卫陈龙,陈闻超,魏邦争,陈鹏起,罗来马,刘君武,张建华,
申请(专利权)人:合肥工业大学,
类型:发明
国别省市:安徽,34
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