【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于材料，尤其涉及一种碳铜合金电极材料的制备方法与碳铜合金电极材料。
技术介绍
1、碳铜合金电极材料由于其优异的导电性和良好的热传导性，被广泛应用于焊接和电子封装等领域。
2、现有的碳铜复合材料制备方法通常包括将铜熔体浸渍入多孔碳基体内，但往往因为碳与铜之间的非润湿性引起界面缺陷，不足以满足更高要求的应用标准。因此，有必要改进其界面润湿与浸渍性，减少复合材料中的缺陷。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种碳铜合金电极材料的制备方法与碳铜合金电极材料，采用碳基粉末和碳化钨粒子为原料，通过混合和高温烧结等过程，实现了一种导电性和机械强度都较优的碳铜合金电极材料，碳铜合金电极材料界面润湿，浸渍性优秀，降低了复合材料中的缺陷，适用于高性能电化学装置。
2、本专利技术提供的技术方案如下：
3、一种碳铜合金电极材料的制备方法，包括：
4、步骤1：混合，按预定比例将碳化钨粒子与碳基材料粉末混合均匀；
5、碳化钨粒子粒度为0.1～20微米，碳基材料粉末采用与碳化钨粒子匹配的适当孔隙率的多孔碳基体；碳化钨粒子与多孔碳基体的体积比为：1～5：95～99；
6、步骤2：压制成型，将所述的碳化钨粒子与碳基材料混合物压制成型；
7、采用冷压成型，压力10～20mpa；得到生坯体，待用；
8、步骤3：加热焙烧，将所述的生胚体进行加热焙烧；
9、在加热设备中加热至450～550℃焙烧，
10、步骤4：浸铜，将所述的碳基胚体进行浸铜处理；
11、碳基胚体置于铜流速为0.1～2.0cm/s的铜熔体中，在920～960℃下保温2～4小时；冷却至室温，得到碳铜合金电极材料。
12、一种碳铜合金电极材料的制备方法，包括：
13、步骤1：混合，按预定比例将碳化钨粒子与碳基材料粉末混合均匀；
14、碳化钨粒子粒度为0.1～20微米，碳基材料粉末采用活性炭粉末，粒度为1～20微米；碳化钨粒子与活性炭粉末的质量比为：1：2～6；将碳化钨粒子与活性炭粉末放入分散溶液中进行分散处理，机械搅拌1.5～3小时后超声分散30～60分钟；
15、步骤2：压制成型，将所述的分散处理后的碳化钨粒子与活性炭粉末压制成型；
16、采用冲压成型，压力5～15mpa；得到生坯体，待用；
17、步骤3：加热焙烧，将所述的生胚体进行加热焙烧；
18、在加热设备中加热至150～220℃焙烧，保温20～60分钟，冷却至室温，得到碳基胚体，待用；
19、步骤4：浸铜，将所述的碳基胚体进行浸铜处理；
20、碳基胚体置于铜流速为0.1～2.0cm/s的铜熔体中，在920～960℃下保温2～4小时；冷却至室温，得到浸铜的碳基胚体；
21、步骤5：轧制，对浸铜的碳基胚体反复轧制15～20次，轧制压力20～200mpa；轧制过程中加入0.1～0.3％质量比的石墨烯；得到碳铜合金电极材料。
22、所述步骤1中的活性炭粉包括高比表面积的活性炭；
23、和/或，
24、所述步骤1中的分散溶液包括氯化钠和氯化钾水溶液；氯化钠和氯化钾重量比0.5～5:1；水中氯化钠和氯化钾含量为0.01～0.1％w/v。
25、所述的步骤2中的冲压成型过程中压力为10mpa；或者，所述的步骤2中的冲压成型过程中递增压力，从5mpa开始，每冲压1次增加1mpa，直至15mpa，再完成后续次数的15mpa压力冲压；
26、和/或；
27、所述的步骤4浸铜过程包括分阶段真空浸铜，先在10^-3到10^-4毫巴真空度下进行预浸铜，然后在10^-4到10^-5毫巴真空度下完成浸铜；或者，所述的步骤4浸铜过程包括全阶段真空浸铜，真空度为10^-3到10^-5毫巴；
28、和/或；
29、所述的步骤5轧制过程，对浸铜的多孔碳基体反复轧制15次，在前5次中加入增加导电性所需的石墨烯；在后10次中加入优化材料结构所需的石墨烯。
30、一种碳铜合金电极材料的制备方法，包括：
31、步骤1：混合，按预定比例将碳化钨粒子与碳基材料粉末混合均匀；
32、碳化钨粒子粒度为0.1～20微米，碳基材料粉末采用石墨粉末，粒度为1～20微米；碳化钨粒子与石墨粉末的质量比为：1：2～10；将碳化钨粒子与石墨粉末放入分散溶液中进行分散处理，机械搅拌1.5～5小时后超声分散30～90分钟；
33、步骤2：压制成型，将所述的分散处理后的碳化钨粒子与石墨粉末压制成型；
34、采用冲压成型，压力5～24mpa；得到生坯体，待用；
35、步骤3：加热焙烧，将所述的生胚体进行加热焙烧；
36、在加热设备中加热至150～220℃焙烧，保温20～60分钟，冷却至室温，得到碳基胚体，待用；
37、步骤4：浸铜，将所述的碳基胚体进行浸铜处理；
38、碳基胚体置于铜流速为0.1～2.0cm/s的铜熔体中浸铜，在920～960℃下保温2～4小时；冷却至室温，得到浸铜的多孔碳基体；
39、步骤5：轧制，对浸铜的多孔碳基体反复轧制15～20次，轧制压力20～200mpa；轧制过程中加入0.1～5％质量比的石墨烯；得到碳铜合金电极材料。
40、所述步骤1中的石墨粉末采用导电石墨粉末；
41、和/或，
42、所述步骤1中的分散溶液包括氯化钠和氯化钾水溶液；氯化钠和氯化钾重量比0.5～5:1；水中氯化钠和氯化钾含量为0.01～0.1％w/v。
43、所述的步骤2中的冲压成型过程中压力为15mpa；或者，所述的步骤2中的冲压成型过程中递增压力，从5mpa开始，每冲压1次增加3mpa，直至24mpa，再完成后续次数的24mpa压力冲压；
44、和/或；
45、所述的步骤3加热焙烧中加热过程采用升温速率为5℃/min直至焙烧温度，保温30分钟，后控冷的方式冷却至室温；
46、和/或；
47、所述的步骤4浸铜过程包括加压浸铜，压力范围5mpa到20mpa之间；或者，所述的步骤4浸铜过程包括分阶段真空浸铜，真空度为10^-3到10^-5毫巴，先在800℃～900℃低温下进行浸铜，保温1～2小时；然后在950℃～1000℃高温下进行浸铜，保温2～3小时，完成浸铜；
48、和/或；
49、所述的步骤5轧制过程，对浸铜的多孔碳基体反复轧制15次，在前5次中加入增加导电性所需的石墨烯；在后10次中加入增强结构致密度所需的石墨烯。
50、一种碳铜合金电极材料的制备方法，包括：
51、步骤1：混合，按预定比例将碳化钨粒子与碳基材料粉末混合均匀；
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【技术保护点】
1.一种碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.一种碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的活性炭粉包括高比表面积的活性炭；
4.根据权利要求2所述的碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤2中的冲压成型过程中压力为10MPa；或者，所述的步骤2中的冲压成型过程中递增压力，从5MPa开始，每冲压1次增加1MPa，直至15MPa，再完成后续次数的15MPa压力冲压；
5.一种碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的石墨粉末采用导电石墨粉末；
7.根据权利要求5所述的碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤2中的冲压成型过程中压力为15MPa；或者，所述的步骤2中的冲压成型过程中递增压力，从5MPa开始，每冲压1次增加3MPa，直至24MPa，再完成后续次数的24MPa压力冲压；
8.一种碳铜合金电极
9.根据权利要求8所述的碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的分散溶液包括氯化钠和氯化钾水溶液；氯化钠和氯化钾重量比0.5～5:1；水中氯化钠和氯化钾含量为0.01～0.1％w/v；
10.一种碳铜合金电极材料，其特征在于，采用权利要求1至9任意一项所述的方法制备。
...【技术特征摘要】
1.一种碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.一种碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于，包括：
3.根据权利要求2所述的碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中的活性炭粉包括高比表面积的活性炭；
4.根据权利要求2所述的碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于：所述的步骤2中的冲压成型过程中压力为10mpa；或者，所述的步骤2中的冲压成型过程中递增压力，从5mpa开始，每冲压1次增加1mpa，直至15mpa，再完成后续次数的15mpa压力冲压；
5.一种碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于，包括：
6.根据权利要求5所述的碳铜合金电极材料的制备方法，其特征在于：所述步骤1中...
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