一种具有双峰晶粒结构的高强度抗软化铜钽复合材料及其制备方法技术

技术编号:46534246 阅读:1 留言:0更新日期:2025-09-30 18:58
本发明专利技术公开了一种具有双峰晶粒结构的高强度抗软化铜钽复合材料及其制备方法,该方法包括:一、按照目标产物铜钽复合材料的设计成分,配取不同尺度的铜粉与钽粉混合后高能球磨,获得多元结构铜/钽复合粉末;二、对多元结构铜/钽复合粉末进行预致密化和烧结成形,获得复合坯锭;三、对复合坯锭进行轧制或/和挤压变形,得到铜钽复合材料。本发明专利技术基于双峰晶粒结构的复合构型设计,利用粗‑细晶区域形成非局域应变梯度诱发背应力强化效应,缓解局部应力集中和应变失配,实现铜钽复合材料强度与塑性的协同提升,同时利用合金化法引入双尺度纳米钽相,提升复合材料的高温抗软化性能,使其适用于电子封装、散热器及电接触材料等领域。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于金属基复合材料,具体涉及一种具有双峰晶粒结构的高强度抗软化铜钽复合材料及其制备方法


技术介绍

1、铜钽合金作为近年来发展起来的重要结构与材料,因其具备高机械强度、高导电导热性、优良的耐电弧烧蚀性能和高温抗软化能力,在电力电子、轨道交通、国防及医疗等领域具有广泛应用潜力,可用于载流元器件、高温耐蚀电极、装甲防护和生物植入等。金属成型工艺在铜钽合金的制造应用中发挥重要作用。然而,鉴于铜与钽之间极低的互溶度(在1200℃下溶解度仅为0.009at%),采用传统熔铸工艺难以制备组织均匀的铜钽合金。因此通常采用严重塑性变形、粉末冶金等方法制备铜钽合金,这类结构复合化方法能够提高材料的力学性能与功能特性。但由于cu/ta界面结合特性和热膨胀系数差异等因素,其实际性能低于理论预测。例如,srinivasan等(s. srinivasan, et al. acta materialia. 2021,208: 116706.)利用等径角挤压方法成形cu-10at.%ta合金时发现,界面共格方式对强度贡献存在显著差异,经典混合准则对强度的贡献仅占约20%;同时本文档来自技高网...

【技术保护点】

1.一种具有双峰晶粒结构的高强度抗软化铜钽复合材料制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种具有双峰晶粒结构的高强度抗软化铜钽复合材料制备方法,其特征在于,步骤一中所述目标产物铜钽复合材料的设计成分按质量百分比计为:Ta5%~25%,余量为Cu及不可避免杂质。

3.根据权利要求1所述的一种具有双峰晶粒结构的高强度抗软化铜钽复合材料制备方法,其特征在于,步骤一中所述铜粉的粒径为10μm~45μm,且粒径Ⅰ为粒径Ⅱ的两倍以上,粒径Ⅰ的铜粉与粒径Ⅱ的铜粉的质量比为9:1~7:3;所述钽粉的粒径为3μm~20μm。

4.根据权利要...

【技术特征摘要】

1.一种具有双峰晶粒结构的高强度抗软化铜钽复合材料制备方法,其特征在于,该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种具有双峰晶粒结构的高强度抗软化铜钽复合材料制备方法,其特征在于,步骤一中所述目标产物铜钽复合材料的设计成分按质量百分比计为:ta5%~25%,余量为cu及不可避免杂质。

3.根据权利要求1所述的一种具有双峰晶粒结构的高强度抗软化铜钽复合材料制备方法,其特征在于,步骤一中所述铜粉的粒径为10μm~45μm,且粒径ⅰ为粒径ⅱ的两倍以上,粒径ⅰ的铜粉与粒径ⅱ的铜粉的质量比为9:1~7:3;所述钽粉的粒径为3μm~20μm。

4.根据权利要求1所述的一种具有双峰晶粒结构的高强度抗软化铜钽复合材料制备方法,其特征在于,步骤一中所述高能球磨的转速为350rpm~450rpm,时间为10h~40h,球料比为10:1~15:1,球磨时保护气氛为氩气。

5.根据权利要求1所述的一种具有双峰晶粒结构的高强度抗软化铜钽复合材料制备方法,其特征在于,步骤二中所述预致密化的方式为冷压或冷等静压,所述烧结为放电等离子烧结或热压烧结,其中...

【专利技术属性】
技术研发人员:邢博李成山赵永庆肖松涛荆磊田磊徐伯文康弘慧王建军
申请(专利权)人:西北有色金属宝鸡创新研究院
类型:发明
国别省市:

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