【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及层状复合材料，尤其涉及一种cpc层状复合材料及其制备方法。
技术介绍
1、mo-cu复合材料由互不相容的两相组成，但是其兼顾了mo、cu两相的高导电、高导热与耐电弧烧蚀性能，符合高压电触头材料的服役要求。其次，mo-cu复合材料作为高压电器元件的“心脏”，主要承担着高压输电网络的启动与关闭工作，随着特高压电网的建立与发展，电触头材料的服役环境也愈来愈苛刻，对电触头材料的性能要求不断提升，而高压电触头材料在长期苛刻服役过程中的失效问题，必然会导致高压输电线路的正常运行，遏制着国家经济命脉的发展，因此制备出界面结合良好及性能优异的cpc层状材料具有深远的战略性意义。而对于高压电触头cpc层状复合材料制备过程中层间的界面结合问题一直是亟待解决的技术难题，为改善cpc层状复合材料的界面结合性能，实现mo-mo、mo-cu双界面及cpc层状复合材料性能的调控，利用火焰喷涂技术制备多孔mo骨架，实现mo-mo界面沉积过程中的调控，通过“还原-烧结-熔渗”工艺，同步实现mo-mo界面及mo-cu界面的双界面调控，利用热轧工艺进一步塑性及调控，实现“热-力耦合”作用下cpc双界面的同步调控。旨在通过制备及界面调控优化，提高cpc层状复合材料的致密度，控制mo、cu两相的成分配比，提高cpc层状复合材料苛刻环境下的服役寿命。
2、目前，针对于cpc层状复合材料的制备方法主要是通过热轧复合、冷轧减薄制备层状复合材料，其主要步骤如下：通过机械合金化或化学法制备mo-cu复合粉体，采用冷压成型，在真空或气氛环境进行烧结制备mo
技术实现思路
1、本专利技术的目的在于提供一种cpc层状复合材料及其制备方法。所述制备方法能够改善cpc层状复合材料的界面结合性能。
2、为了实现上述专利技术目的，本专利技术提供以下技术方案：
3、本专利技术提供了一种cpc层状复合材料的制备方法，包括以下步骤：
4、采用氧-乙炔火焰喷涂法，以球形mo粉末作为原料，在基体表面制备多孔mo骨架；
5、将所述多孔mo骨架进行还原处理后，依次进行真空烧结、真空熔渗铜和热轧处理，得到所述cpc层状复合材料。
6、优选的，制备所述多孔mo骨架前，还包括对所述球形mo粉末进行干燥处理以及对所述基体依次进行喷砂处理和预热处理；
7、所述干燥处理的温度为80～150℃，时间为1～2h；
8、所述预热处理的温度为580～620℃。
9、优选的，所述氧-乙炔火焰喷涂法的乙炔流量为150～300l/h，喷涂距离为20～50mm，喷枪移动速度为50～150mm/s，氧和乙炔压力比为(0.2～0.6)：(0.1～0.2)，送粉量为5～15g/min。
10、优选的，所述多孔mo骨架的厚度为2～5mm。
11、优选的，所述还原处理的温度为920～1100℃，保温时间为2～6h，氢气流量为0.5～2ml/min，升温速率为5～10℃/min，降温速率为3～5℃/min。
12、优选的，所述真空烧结的真空度为10-1～10-2pa，温度为1200～1400℃，保温时间为2～4h，升温速率为5～10℃/min，降温速率为3～5℃/min。
13、优选的，所述真空熔渗所需铜的体积与所述多孔mo骨架的孔体积比为(1.5～10)：1；
14、所述真空熔渗铜所需铜板预置在多孔mo骨架的四周；
15、所述真空熔渗铜的真空度为10-1～10-2pa，温度为1100～1400℃，保温时间为2～4h，升温速率为5～10℃/min，降温速率为3～5℃/min。
16、优选的，所述热轧处理的预热温度为600～800℃，时间为5～10min，热轧温度为500～800℃，轧制变形量为50～80％，单次下压量为1～2mm。
17、优选的，所述热轧处理后，还包括退火；
18、所述退火的温度为380～420℃，保温时间为1h。
19、本专利技术还提供了上述技术方案所述制备方法制备得到的cpc层状复合材料，所述cpc层状复合材料为“三明治结构”，包括依次层叠设置的第一外部表层、内部芯层和第二外部表层；
20、所述内部芯层为mo-cu复合材料层，所述第一外部表层和第二外部表层均为熔渗铜层；
21、所述第一外部表层、内部芯层和第二外部表层的厚度之比为1：(1～5)：1。
22、本专利技术提供了一种cpc层状复合材料的制备方法，包括以下步骤：采用氧-乙炔火焰喷涂法，以球形mo粉末作为原料，在基体表面制备多孔mo骨架；将所述多孔mo骨架进行还原处理后，依次进行真空烧结、真空熔渗铜和热轧处理，得到所述cpc层状复合材料。
23、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
24、1)本专利技术通过氧-乙炔火焰喷涂过程和真空熔渗铜的过程，实现所述cpc层状复合材料的内部芯层多孔mo骨架孔隙率及外部cu层的控制，实现cpc层状复合材料的制备；
25、2)本专利技术通过氧-乙炔火焰喷涂技术制备多孔mo骨架并结合还原处理及真空烧结处理工艺，可实现多孔mo骨架mo-mo界面结合性能的调控及多孔mo骨架表面微/纳结构的调控；
26、3)本专利技术通过真空熔渗铜和热轧处理的过程可实现内部芯层mo-mo及mo-cu双界面结合性能的调控，改善cpc层状复合材料界面结合性能，提高内部芯层mo-cu复合材料及cpc层状复合材料的致密度。
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1.一种CPC层状复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备所述多孔Mo骨架前，还包括对所述球形Mo粉末进行干燥处理以及对所述基体依次进行喷砂处理和预热处理；
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧-乙炔火焰喷涂法的乙炔流量为150～300L/h，喷涂距离为20～50mm，喷枪移动速度为50～150mm/s，氧和乙炔压力比为(0.2～0.6)：(0.1～0.2)，送粉量为5～15g/min。
4.如权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述多孔Mo骨架的厚度为2～5mm。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述还原处理的温度为920～1100℃，保温时间为2～6h，氢气流量为0.5～2mL/min，升温速率为5～10℃/min，降温速率为3～5℃/min。
6.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述真空烧结的真空度为10-1～10-2Pa，温度为1200～1400℃，保温时间为2～4h，升温速率为5～10℃/min，降温速率为3～
7.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述真空熔渗所需铜的体积与所述多孔Mo骨架的孔体积比为(1.5～10)：1；
8.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述热轧处理的预热温度为600～800℃，时间为5～10min，热轧温度为500～800℃，轧制变形量为50～80％，单次下压量为1～2mm。
9.如权利要求1或8所述的制备方法，其特征在于，所述热轧处理后，还包括退火；
10.权利要求1～9任一项所述制备方法制备得到的CPC层状复合材料，其特征在于，所述CPC层状复合材料为“三明治结构”，包括依次层叠设置的第一外部表层、内部芯层和第二外部表层；
...【技术特征摘要】
1.一种cpc层状复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，制备所述多孔mo骨架前，还包括对所述球形mo粉末进行干燥处理以及对所述基体依次进行喷砂处理和预热处理；
3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述氧-乙炔火焰喷涂法的乙炔流量为150～300l/h，喷涂距离为20～50mm，喷枪移动速度为50～150mm/s，氧和乙炔压力比为(0.2～0.6)：(0.1～0.2)，送粉量为5～15g/min。
4.如权利要求1～3任一项所述的制备方法，其特征在于，所述多孔mo骨架的厚度为2～5mm。
5.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述还原处理的温度为920～1100℃，保温时间为2～6h，氢气流量为0.5～2ml/min，升温速率为5～10℃/min，降温速率为3～5℃/min。
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【专利技术属性】
技术研发人员：姚建洮，高成，刘晓刚，董会，王丽爽，
申请(专利权)人：西安石油大学，
类型：发明
国别省市：
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