[发明专利]一种高体积分数金刚石/铝导热功能复合材料的制备方法有效

专利信息
申请号: 201110194213.9 申请日: 2011-07-08
公开(公告)号: CN102251139A 公开(公告)日: 2011-11-23
发明(设计)人: 张磊;崔岩 申请(专利权)人: 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院
主分类号: C22C1/10 分类号: C22C1/10;C22C21/00;B22D23/04
代理公司: 中国航空专利中心 11008 代理人: 李建英
地址: 100*** 国省代码: 北京;11
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摘要:
搜索关键词: 一种 体积 分数 金刚石 导热 功能 复合材料 制备 方法
【权利要求书】:

1.一种高体积分数金刚石/铝导热功能复合材料的制备方法,其特征在于,制备方法为如下步骤:

(1)对金刚石颗粒进行前期处理

选取颗粒尺寸为63~175μm、具有立方八面体结构、品级为MBD4或SMD30的人造金刚石颗粒,并进行盐浴镀镀Ti或镀Cr处理,获得0.1~0.3μm厚度的表面金属镀层,盐浴镀的方法采用1mol/L的稀盐酸清洗金刚石颗粒,使其表面粗化,然后将金刚石颗粒在丙酮中浸泡0.5小时并反复清洗,放入烘箱内加热至180℃干燥2h;将金刚石颗粒与250~400目的Ti粉或Cr粉按照堆积体积1∶1的比例混合均匀后放入坩埚中,将NaCl和BaCl2按照质量比1∶1~4∶1的比例配制成混合盐,覆盖在混有金属粉末的金刚石颗粒上,并保证覆盖完全且覆盖层有5~10mm厚度;在电阻炉中加热至850~950℃,保温1小时;然后取出混合粉末,将混合粉末放入去离子水中加热煮沸除去混合盐,将余下的粉末烘干,放入180目的筛子中,用振筛机振筛30分钟,将筛上的金刚石粉末用丙酮清洗,干燥;

(2)制备高体积分数的金刚石颗粒预制体

称取某一重量镀层均匀的金刚石颗粒;根据所要求的体积分数,量取体积为金刚石松装体积0.7~1.12倍的去离子水,在去离子水中加入占金刚石颗粒质量的1.0%的磷酸铝粉末,搅拌使磷酸铝粉末均匀悬浮后,加入与磷酸铝的摩尔比为0.5∶1~2∶1的磷酸,加热并搅拌至磷酸铝粉末完全溶解,然后边滴加氨水边搅拌,调节pH至8~10;在上述混合液中加入占金刚石颗粒质量0.8~1.0%的丙烯酰胺和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺混合物,混合物中丙烯酰胺和N,N’-亚甲基双丙烯酰胺的质量比为10∶1~20∶1,加入混合液体积0.2%~0.6%的25%的四甲基氢氧化铵作为分散剂,混合均匀;将金刚石粉末倒入混合液中,搅拌30分钟。往混合均匀的浆料中加入占浆料质量0.03%~0.08%的过硫酸铵和0.01%~0.05%的N,N,N’,N’-四甲基乙二胺,迅速搅拌后,倒入模具,并把模具放入振动设备上振动排气,最后把浆料放入干燥箱中,在60℃下保温1小时,固化后去掉模具。然后在80℃下继续干燥10小时,把干燥好的预制体放入氮气保护的加热炉中,在750~800℃下加热1小时;

(3)采用无压浸渗工艺制备金刚石/铝复合材料

将金刚石预制体放入石墨模具中,其上用体积为其1.2~2.0倍的Al-Si-Mg系铸造铝合金覆盖,铝合金表面应为光洁的金属表面,无腐蚀和吸附物,将其放入加热炉中,通入压力为0.6~1.5MPa的氮气保护,在800~880℃下保温2~10小时。

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