【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及铜基复合材料，具体涉及一种颗粒增强铜基复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、颗粒增强铜基复合材料是指在铜基体加入或者一定的工艺原位生成第二相颗粒，第二相颗粒通过阻碍位错运动来提高铜基复合材料的强度和硬度。有关研究证明：颗粒的加入，不会损耗铜或铜合金的导电导热性能，反而能大大增强铜基复合材料强度和耐磨性。tib、aln、石墨颗粒、tib2颗粒等被添入铜基体较为少见，而像al2o3、wc、sic颗粒等却是很多。
2、既能一种颗粒相加入铜基体也可以多相颗粒同时作用起到增强效果，甚至能与纳米相共同增强复合材料，如al2o3颗粒和碳纳米管、碳纳米管与稀土氧化物颗粒。氧化铝增强铜基复合中，al2o3颗粒可以细化复合材料的组织，细化组织的效果随al2o3颗粒的含量增加而加强。但是al2o3含量与其增强铜基复合材料的效果不是正相关关系，当其质量分数达到一定值时，便会适得其反。含量高的颗粒更不容易分散，团聚恶化基体组织，影响复合材料性能。现有的研究中对al2o3/cu复合材料进行拉伸性能测试，发现不断地往铜基体加入al2o3，会引起抗拉强度、延伸率先增后减，这是因为氧化铝晶须在铜基复合材料中存在难分散和与铜基体界面结合能力差问题。
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种颗粒增强铜基复合材料及其制备方法，解决了氧化铝复合铜基复合材料存在拉伸性能变差的问题。
2、本专利技术通过下述技术方案实现：
3、本专利技术提供一种颗粒增强铜基复合材料的制备方
4、按照重量百分比计，将铁15wt%~20wt%、镍1wt%~5wt%、预处理氧化铝晶须0.5wt%~1.5wt%和预处理石墨烯0.1wt%~1wt%，其余量为铜的粉末原料混合并进行球磨处理，经真空冷冻干燥得到混合料；其中，氧化铝晶须采用十二烷基硫酸钠进行预处理；石墨烯采用芦丁溶液进行预处理；
5、将混合料进行热压烧结处理：在0.5mpa~1mpa预压，真空度5pa~10pa下，以8℃/min~12℃/min升温速率，从室温升温至600℃~800℃，并加压至1mpa~2mpa；
6、在压力1mpa~2mpa下，以4℃/min~6℃/min升温速率，从600℃~800℃升温至900℃~1000℃，并保温1h~5h，之后随炉冷却至室温。
7、进一步地，在所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法中，所述预处理氧化铝晶须的制备包括：
8、将氧化铝晶须与浓度为1g/l~5g/l的十二烷基硫酸钠进行混合并搅拌均匀，获得混合溶液；
9、对混合溶液进行超声分散30min~60min后，将分散液密封静置24h~40h后，经抽滤、真空冷冻干燥，获得所述预处理氧化铝晶须。
10、进一步地，在所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法中，获得的混合溶液中氧化铝晶须掺入量为0.1g/ml~0.5g/ml。
11、进一步地，在所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法中，所述预处理石墨烯的制备包括：
12、将石墨烯与浓度为（0.5-2）×10-5g/l芦丁溶液进行混合并搅拌至石墨烯融入芦丁溶液为止，获得混合溶液；
13、将混合溶液密封后进行超声分散20min~50min，将分散液静置24h~40h后，经抽滤、真空冷冻干燥，获得所述预处理石墨烯。
14、进一步地，在所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法中，获得的混合溶液中石墨烯掺入量为（0.1~0.5）ggnfs/40ml。
15、进一步地，在所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法中，进行的球磨处理包括：
16、将预处理氧化铝晶须、预处理石墨烯、铜、铁和镍进行混合，以球磨转速为300r/min~500r/min，球磨时间为1h~5h，正反转交替时间为15min~30min，加速和减速时间均为5s~20s的条件进行球磨，得到球磨浆体进行真空冷冻干燥得到混合料。
17、进一步地，在所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法中，进行球磨的球料比为1~3:1。
18、进一步地，在所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法中，进行球磨采用的球磨介质为叔丁醇。
19、进一步地，在所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法中，采用的粉末原料包括：按照重量百分比计，铁15 wt%~20wt%、镍1wt%~5wt%、预处理氧化铝晶须1wt%和预处理石墨烯0.5wt%，其余量为铜。
20、本专利技术还提供一种颗粒增强铜基复合材料，所述颗粒增强铜基复合材料由上述颗粒增强铜基复合材料的制备方法制得。
21、本专利技术与现有技术相比，具有如下的优点和有益效果：
22、本专利技术提供的颗粒增强铜基复合材料的制备方法，采用少层（1~5层）石墨烯并且使用芦丁进行分散表面改性，以减少石墨烯在复合材料中的团聚作用。对氧化铝晶须采用十二烷基硫酸钠溶液进行有效分散以防止其团簇聚集。加入fe等合金元素，其作用可起到固溶强化，细化晶粒，防止增强体团聚等，同时可保持cu基体本身的良好导电导热性能。ni与cu都是面心立方结构，二者可以通过置换晶粒内的原子而实现无限固溶，且ni与cu的润湿性好、热物参数相近，ni基合金粉末可与铜基体形成具有良好界面结合性能的覆层。本专利技术提供的颗粒增强铜基复合材料，致密度改善明显，致密度为98%以上，抗拉强度130mpa以上，剪切强度为130mpa以上。
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1.一种颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述预处理氧化铝晶须的制备包括：
3.根据权利要求2所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，获得的混合溶液中氧化铝晶须掺入量为0.1g/mL~0.5g/mL。
4.根据权利要求1所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述预处理石墨烯的制备包括：
5.根据权利要求4所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，获得的混合溶液中石墨烯掺入量为（0.1~0.5）gGNFs/40mL。
6.根据权利要求1所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，进行的球磨处理包括：
7.根据权利要求6所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，进行球磨的球料比为1~3:1。
8.根据权利要求6所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，进行球磨采用的球磨介质为叔丁醇。
9.根据权利要求1所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，采
10.一种颗粒增强铜基复合材料，其特征在于，所述颗粒增强铜基复合材料由权利要求1-9任一项所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法制得。
...【技术特征摘要】
1.一种颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述预处理氧化铝晶须的制备包括：
3.根据权利要求2所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，获得的混合溶液中氧化铝晶须掺入量为0.1g/ml~0.5g/ml。
4.根据权利要求1所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述预处理石墨烯的制备包括：
5.根据权利要求4所述的颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，获得的混合溶液中石墨烯掺入量为（0.1~0.5）ggnfs/40ml。
6.根据权利要求1所述的颗粒增强铜基复合材料的制备...
【专利技术属性】
技术研发人员：邵甄胰，王静，喻红梅，粟亚莉，李兴星，屈涛，谭洪涛，
申请(专利权)人：成都工业学院，
类型：发明
国别省市：
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