[发明专利]一种Cu-W双金属层状材料的制备方法

说明书

本发明公开了一种Cu‑W双金属层状材料的制备方法，首先对钨块和铜块的表面进行预处理，然后制备骨架层，并将骨架层放在经预处理的钨块上，然后将经预处理的铜块放置在骨架层上，并将按次序放好的钨块、骨架层以及铜块一起置入气氛保护烧结炉进行气氛保护烧结炉实现熔浸连接，得到Cu‑W双金属层状材料。本发明的一种Cu‑W双金属层状材料的制备方法，形成的双金属复合材料除了具有金属Cu与W的各自优越性能外，同时还具有较高的结合强度。

技术领域

本发明属于双金属复合材料制备技术领域，具体涉及一种Cu-W双金属层状材料的制备方法。

背景技术

钨铜材料是由高熔点、高硬度的金属钨与高导电、高导热的纯铜或者铜合金构成的。铜钨合金因高熔点、高强度、良好的抗电蚀性、低热膨胀系数和良好的导热、导电性被广泛应用于电极材料及特殊用途的军工材料，如火箭喷嘴、飞机喉衬等领域。在核聚变反应装置中，偏滤器面对等离子一侧的材料要求有很好的耐高温性能，而另一侧的材料需要优良的导热性能。钨的熔点很高，适合作为面向等离子体的耐高温材料，而铜具有很好的导热性能，可作为基体材料起到导热和冷却的作用，但是钨与铜的热膨胀系数相差较大，在高温条件下会在两种材料的界面处产生较大的热应力，因此调控铜钨合金的界面是非常有必要的。

发明内容

本发明的目的是提供一种Cu-W双金属层状材料的制备方法，形成的双金属复合材料除了具有金属Cu与W的各自优越性能外，同时还具有较高的结合强度。

本发明所采用的技术方案是，一种Cu-W双金属层状材料的制备方法，首先对钨块和铜块的表面进行预处理，然后制备骨架层，并将骨架层放在经预处理的钨块上，然后将经预处理的铜块放置在骨架层上，并将按次序放好的钨块、骨架层以及铜块一起置入气氛保护烧结炉进行气氛保护烧结炉实现熔浸连接，得到Cu-W双金属层状材料。

本发明的特征还在于，

对钨块的表面进行预处理的过程为：先用砂纸打磨钨块表面的氧化皮和脏污，再用汽油冲洗钨块表面残留的氧化皮，然后用酒精清洗残留在钨块表面的油污。

对铜块的表面进行预处理的过程为：用砂纸打磨铜块表面的氧化皮和脏污，再用汽油冲洗铜块表面残留的氧化皮，再次用酒精清洗残留在铜块表面的油污。

制备骨架层的过程为：将钨粉和镍粉按照一定比例混合均匀得到钨镍混合粉，然后对钨镍混合粉进行压制，形成厚度为500-800μm的骨架层。

镍粉占钨镍混合粉质量百分比为：2％-25％。

将按次序放好的钨块、骨架层以及铜块一起置入气氛保护烧结炉进行气氛保护烧结炉实现熔浸连接为：将按次序放好的钨块、骨架层以及铜块放入坩埚中，然后将坩埚放入气氛保护烧结炉中，对气氛保护烧结炉充氢气排空炉子内部的空气后开始加热，当烧结炉温度达到1250-1400℃后，保温60-150min，然后通入氮气随炉冷却，获得Cu-W双金属层状材料。

本发明的有益效果是：本发明一种Cu-W双金属层状材料的制备方法，利用金属Cu与W在熔点上的差别，在Cu与W之间加入事先制备好的薄层钨镍骨架实现两者高强度的冶金结合，经过气氛保护烧结和缓慢冷却处理，形成的双金属复合材料除了具有金属Cu与W的各自优越性能外，同时还具有较高的结合强度，其界面结合强度最高可达113MPa以上，实现结构功能一体化。

附图说明

图1是镍粉占钨镍混合粉质量百分比为20％时骨架层的Cu-W双金属界面处形貌图；

图2是本发明实施例1-4制备的Cu-W双金属界面处硬度分布曲线图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式对本发明进行详细说明。