[发明专利]一种搅拌喷吹制备铜基金刚石热沉材料的方法

权利要求书

1.一种搅拌喷吹制备铜基金刚石热沉材料的方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤1.金刚石表面改性：

将金刚石置于镀液中，进行化学镀铜处理，烘干后制得镀铜金刚石；

步骤2.搅拌喷吹熔炼：

(1)配料：按组成分别称取镀铜金刚石、中间合金与纯铜，其中，中间合金为Cu-Cr、Cu-W、Cu-Ti或Cu-Si中的一种或几种合金；按质量百分比，镀铜金刚石为50～90wt％，中间合金为0.5～2wt％，余量为纯铜；

(2)铜基熔体制备：将纯铜与中间合金混合后在1100～1300℃，加热熔炼10～40min，形成铜基熔体；

(3)铜基熔体离心化：搅拌铜基熔体，搅拌速度为100～400rpm，使铜基熔体形成离心漩涡流；

(4)搅拌喷吹：向铜基熔体离心漩涡流中喷吹镀铜金刚石，在铜基熔体中原位生成增强相，形成复合有增强相的铜基熔体；

步骤3.偏心均匀弥散：

调整搅拌桨位置，对复合有增强相的铜基熔体进行偏心搅拌，形成均匀弥散后的铜基熔体；其中，搅拌速度为50～200rpm，搅拌时间为5～60min；

步骤4.速冷凝固：

停止搅拌，将均匀弥散后的铜基熔体速冷凝固，制得铜基金刚石热沉材料。

2.根据权利要求1所述的搅拌喷吹制备铜基金刚石热沉材料的方法，其特征在于，所述的步骤1中的金刚石预先经过除油-粗化-敏化-活化处理，然后将金刚石置于镀液中，进行化学镀铜处理。

3.根据权利要求1所述的搅拌喷吹制备铜基金刚石热沉材料的方法，其特征在于，所述的步骤1中，化学镀铜处理的参数为：施镀时间0.8～3h，施镀温度40～50℃，每升镀液中含有：CuSO₄·5H₂O：10～20g，质量分数为36％的甲醛溶液：10～20g，酒石酸钾钠：10～18g，EDTA：19～20g，NaOH：14～15g，二联吡啶：0.01～0.03g，亚铁氰化钾：0.01g，镀液的pH为12.0～12.5。

4.根据权利要求1所述的搅拌喷吹制备铜基金刚石热沉材料的方法，其特征在于，所述的步骤1中的烘干在真空干燥箱中进行，烘干后制得的镀铜金刚石，界面润湿角小于80度。

5.根据权利要求1所述的搅拌喷吹制备铜基金刚石热沉材料的方法，其特征在于，所述的步骤2(2)中的熔炼在高温炉中进行。

6.根据权利要求1所述的搅拌喷吹制备铜基金刚石热沉材料的方法，其特征在于，所述的步骤2(3)中，采用石墨桨搅拌。

7.根据权利要求1所述的搅拌喷吹制备铜基金刚石热沉材料的方法，其特征在于，所述的步骤2(4)中生成的增强相为Cr₃C₂、WC、TiC或SiC中的一种或几种。

8.根据权利要求1所述的搅拌喷吹制备铜基金刚石热沉材料的方法，其特征在于，所述的步骤3中的搅拌桨的偏心率为0.2～0.9。

9.根据权利要求1所述的搅拌喷吹制备铜基金刚石热沉材料的方法，其特征在于，所述的步骤4中的速冷凝固的方式为强制水冷或空冷。

10.根据权利要求1所述的搅拌喷吹制备铜基金刚石热沉材料的方法，其特征在于，所述方法制备的铜基金刚石热沉材料，其热导率为550～950W·m^-1·K^-1，线性热膨胀系数为4.5～9.6ppm·K^-1，比热容为412～471J·kg^-1·℃^-1。