[发明专利]一种混杂增强铜基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种混杂增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，具体按照以下步骤实施：

步骤1，称取TiH₂粉末，B₄C粉末，Cu粉，将上述粉末通过球磨混合，得到片状形貌的TiH₂-B₄C/Cu复合粉末；

所述TiH₂粉末、B₄C粉末、Cu粉的用量按照在复合材料中通过原位反应生成TiB₂：0.50～2.5wt％，TiC：0.22～1.08wt％的目标含量称取；

量取CNTs分散液，加入去离子水稀释为CNTs悬浮液，并进行超声震荡，获得体系分散均匀的CNTs悬浮液；

所述球磨过程参数为：球磨时间6～10h，球料比为10:1～20:1，转速为300～400rpm，过程控制剂无水乙醇的添加量为粉末总质量的6～10％，保护气氛为Ar；

步骤2，将步骤1得到的TiH₂-B₄C/Cu复合粉末加入CNTs悬浮液中，搅拌混合，当上层溶液由黑色变为透明时停止搅拌，静置、沉淀后将沉淀真空干燥，得到CNTs-TiH₂-B₄C/Cu复合粉末；

所述步骤2中真空干燥温度为60～80℃，真空度为-0.06～-0.05MPa，干燥时间为12～24h；

步骤3，将步骤2所得的CNTs-TiH₂-B₄C/Cu复合粉末装入钢模具中，冷压成坯；步骤3中压制压力为300～400MPa，保压时间为20～40s；

步骤4，将步骤3得到的压坯装入石墨模具中，放入气氛热压炉中加压烧结，即得到CNTs-TiB₂-TiC/Cu复合材料；

所述加压烧结，具体为：在N₂气氛保护下，以10～20℃/min的升温速率升温至940～1060℃，随后保温40～80min，保温过程中将加载到压坯上的压力增加到20～30MPa，随后保持不变；

混杂增强铜基复合材料含有三种增强体：CNTs、TiB₂和TiC，复合材料的组织中，CNTs呈层状分布，TiB₂和TiC弥散分布于铜基体中，形成了三种增强体协同增强的复合结构；

所述复合材料中CNTs含量为：0.05～0.25wt％，TiB₂含量为：0.50～2.5wt％，TiC含量为0.22～1.08wt％；所述CNTs通过外加法加入到复合材料中；TiB₂和TiC利用TiH₂和B₄C发生反应在Cu基体中原位合成。

2.根据权利要求1所述的一种混杂增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤1中CNTs悬浮液的浓度为0.22～0.73mg/ml；超声震荡时间为60～140min，功率为40～60W。

3.根据权利要求1所述的一种混杂增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤2中TiH₂-B₄C/Cu复合粉末和CNTs悬浮液的质量体积比为0.29～0.44g/ml。