添加微量活化元素的W-Cu复合材料制备方法技术

本发明专利技术添加微量活化元素的W

【技术实现步骤摘要】
添加微量活化元素的W
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Cu复合材料制备方法


[0001]本专利技术属于金属基复合材料制备
，具体涉及添加微量活化元素的W
‑
Cu复合材料制备方法。

技术介绍

[0002]断路器是电力系统中最重要的设备之一，其核心部件是触头，肩负着分断和接通电路的任务。随着新能源并网，电网容量不断增加，使得断路器最大额定短路开断电流不断攀升。而每当开断电流增加1kA，对触头材料耐电弧烧蚀性能的要求就会更加苛刻。当短路开断电流提升至80kA后，以牺牲热导率为代价提高耐电弧烧蚀性能的方式，将难以满足高短路开断电流对触头材料热导率的要求。因此，为确保电网运行的安全与稳定，开发同时具有优异耐烧蚀性能和热传导性能的触头材料显得尤为重要。由于还未找到新材料代替，现有触头材料仍然以W
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Cu复合材料为主。但现有提高W
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Cu复合材料耐电弧烧蚀的方法无法同时满足W骨架强度的提升和高的热导率，因此，有必要发展一种提高W骨架强度同时热导率满足要求的W
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Cu复合材料。

技术实现思路

[0003]本专利技术的目的是提供添加微量活化元素的W
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Cu复合材料制备方法，不仅能够提高W骨架强度，同时还能保证热导率不降低。
[0004]本专利技术所采用的技术方案是，添加微量活化元素的W
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Cu复合材料制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0005]步骤1，制备W@活化元素核壳粉体；
[0006]步骤2，将步骤1得到的W@活化元素核壳粉体进行烧结，得到添加活化元素的W骨架，将得到的添加活化元素的W骨架经过熔渗处理得到添加微量活化元素的W
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Cu复合材料。
[0007]本专利技术的特点还在于，
[0008]步骤1的具体过程为：
[0009]步骤1.1，将W粉均匀的放置在电沉积装置的阴极板上，阳极板平行于阴极板放置，向电沉积装置中装满电镀液；
[0010]步骤1.2，对电沉积装置导通脉冲电源进行间歇式电沉积，电沉积结束后将产物用去离子水和酒精清洗干净，放入真空干燥箱烘干，得到W@活化元素核壳粉体。
[0011]步骤1.1中，W粉的粒径为100nm～1mm。
[0012]步骤1.1中，阴极板的材质为金属铜或不锈钢，阳极板的材质为活化元素对应的板材。
[0013]步骤1.1中，活化元素为Ni、Fe、Co中一种或两种组合。
[0014]步骤1.2中，间歇式电沉积的参数为：电流密度为1A/dm2～3A/dm2，电沉积时间为10min～30min，脉冲宽度为10s～80s。
[0015]步骤1.2中，真空干燥箱温度为30℃～80℃。
[0016]得到的W@活化元素核壳粉体中活化元素的质量百分比为0％～1％，余量为W，两者质量百分比之和为100％；W@活化元素核壳粉体的包覆率为10％～100％。
[0017]步骤2中，烧结的参数为：烧结温度为1300℃～1500℃，烧结时间为10min～120min，烧结气氛为氢气。
[0018]步骤2中，熔渗的参数为：熔渗温度为1100℃～1200℃，熔渗时间为10min～120min，熔渗气氛为氢气。
[0019]本专利技术的有益效果是：本专利技术添加微量活化元素的W
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Cu复合材料制备方法，通过电沉积方法制备W@活化元素核壳粉体，活化元素均匀地点缀包覆在W颗粒表面，再经过烧结得到W骨架，再经过熔渗得到添加微量活化元素的W
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Cu复合材料，微量的活化元素有利于降低W骨架烧结温度，提高W骨架强度，同时微量活化元素对热导率的影响较小，有利于提高W
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Cu复合材料的耐电弧烧蚀性能。
附图说明
[0020]图1为本专利技术方法中实施例1得到的W@Ni核壳粉体的扫描电镜图；
[0021]图2为W
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Cu复合材料显微组织；(a)为添加Ni的W
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Cu复合材料显微组织，(b)为未添加Ni的W
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Cu复合材料显微组织。
具体实施方式
[0022]下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行详细说明。
[0023]本专利技术添加微量活化元素的W
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Cu复合材料制备方法，具体按照以下步骤实施：
[0024]步骤1，制备W@活化元素核壳粉体；
[0025]步骤1的具体过程为：
[0026]步骤1.1，将粒径为100nm～1mm的W粉均匀的放置在电沉积装置的阴极板上，阴极板的材质为金属铜或不锈钢，阳极板平行于阴极板放置，阳极板的材质为活化元素对应的板材，向电沉积装置中装满电镀液，将阳极板放入电镀液中；
[0027]本专利技术的电沉积装置采用CN201710735384.5中的沉积装置；
[0028]活化元素为Ni、Fe、Co中一种或两种组合；
[0029]步骤1.2，对电沉积装置导通脉冲电源进行间歇式电沉积，电流密度为1A/dm2～3A/dm2，电沉积时间为10min～30min，脉冲宽度为10s～80s，电沉积结束后将产物用去离子水和酒精清洗干净，放入真空干燥箱烘干，温度为30℃～80℃，得到W@活化元素核壳粉体，W@活化元素核壳粉体中活化元素的质量百分比为0％～1％，余量为W，两者质量百分比之和为100％；W@活化元素核壳粉体的包覆率为10％～100％。
[0030]步骤2，将步骤1得到的W@活化元素核壳粉体进行烧结，得到添加活化元素的W骨架，将得到的添加活化元素的W骨架经过熔渗处理得到添加微量活化元素的W
‑
Cu复合材料；
[0031]烧结的参数为：烧结温度为1300℃～1500℃，烧结时间为10min～120min，烧结气氛为氢气；
[0032]熔渗的参数为：熔渗温度为1100℃～1200℃，熔渗时间为10min～120min，熔渗气氛为氢气。
[0033]实施例1
[0034]步骤1，制备W@Ni核壳粉体；
[0035]步骤1的具体过程为：
[0036]步骤1.1，将粒径为6μm的W粉均匀的放置在电沉积装置的阴极板上，阴极板的材质为金属铜，阳极板平行于阴极板放置，阳极板的材质为Ni单质板材，向电沉积装置中装满电镀液，将阳极板放入电镀液中；
[0037]镀镍电镀液为一般工业镀镍配方；
[0038]步骤1.2，对电沉积装置导通脉冲电源进行间歇式电沉积，电流密度为1A/dm2，电沉积时间为20min，脉冲宽度为10s，电沉积结束后将产物用去离子水和酒精清洗干净，放入真空干燥箱烘干，温度为30℃，得到W@Ni核壳粉体，W@Ni核壳粉体中活化元素的质量百分比为0.1％，余量为W，两者质量百分比之和为100％；W@Ni核壳粉体的包覆率为20％。
[0039]步骤2，将步骤1得到的W@Ni核壳粉体进行烧结，得到添加活化元素的W骨架，将得到的添加本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.添加微量活化元素的W
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Cu复合材料制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：步骤1，制备W@活化元素核壳粉体；步骤2，将步骤1得到的W@活化元素核壳粉体进行烧结，得到添加活化元素的W骨架，将得到的添加活化元素的W骨架经过熔渗处理得到添加微量活化元素的W
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Cu复合材料。2.根据权利要求1所述的添加微量活化元素的W
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Cu复合材料制备方法，其特征在于，步骤1的具体过程为：步骤1.1，将W粉均匀的放置在电沉积装置的阴极板上，阳极板平行于阴极板放置，向电沉积装置中装满电镀液；步骤1.2，对电沉积装置导通脉冲电源进行间歇式电沉积，电沉积结束后将产物用去离子水和酒精清洗干净，放入真空干燥箱烘干，得到W@活化元素核壳粉体。3.根据权利要求2所述的添加微量活化元素的W
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Cu复合材料制备方法，其特征在于，步骤1.1中，W粉的粒径为100nm～1mm。4.根据权利要求2所述的添加微量活化元素的W
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Cu复合材料制备方法，其特征在于，步骤1.1中，阴极板的材质为金属铜或不锈钢，阳极板的材质为活化元素对应板材。5.根据权利要求4所述的添加微量活化元素的W
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Cu复合材料制备方法，其特征在于，步骤1...

【专利技术属性】
技术研发人员：邓楠，谭欣雨，梁淑华，张乔，陈铮，肖鹏，邹军涛，
申请(专利权)人：西安理工大学，
类型：发明
国别省市：