[发明专利]一种基于diamond曲面的铜/氧化铝复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种基于Diamond曲面的Cu/Al₂O₃复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)PLA骨架的制备：采用3D打印机对PLA材料打印成Diamond曲面的三维结构；

(2)陶瓷粉体的制备：将Al₂O₃粉，CaO粉，MgO粉，SiO₂粉和TiO₂粉混合，球磨后，过筛得到颗粒粒度≤1μm的陶瓷粉体；

(3)陶瓷浆料的制备：将步骤(2)所述的陶瓷粉体倒入去离子水中，球磨混料，加入分散剂阿拉伯树胶，搅拌，陈腐，得到氧化铝陶瓷浆料；

(4)陶瓷胚体的制备：将步骤(1)所述的PLA结构放置于铸造模具内，再将所得到的氧化铝陶瓷浆料加入催化剂四甲基乙二胺和引发剂过硫酸钠，快速搅拌后注入模具使浆料固化，固化后，真空冷冻干燥，即可得到基于Diamond曲面的PLA/Al₂O₃陶瓷材料胚体；

(5)多孔Al₂O₃陶瓷的制备：将步骤(4)所得到的陶瓷胚体置于高温炉中烧结，冷却后，去除PLA残渣，超声清洗，即可得到基于Diamond曲面反向结构的多孔Al₂O₃陶瓷的制备；

(6)浸渗法制备Cu/Al₂O₃复合材料：将金属铜块置于步骤(5)所述的多孔陶瓷预制体上方，在真空条件下进行熔渗后取出，即得到基于Diamond曲面的Cu/Al₂O₃复合材料。

2.根据权利要求1所述的基于Diamond曲面的Cu/Al₂O₃复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤一中3D打印参数为，分层厚度0.1～0.2mm，打印速度60mm/s，周期参数1～4，曲面厚度0.5～2mm。

3.根据权利要求1所述的基于Diamond曲面的Cu/Al₂O₃复合材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)中，Al₂O₃粉，CaO粉，MgO粉，SiO₂粉和TiO₂粉按质量比89.5～93.5：0.3～0.6：0.06～0.09：0.2～0.3：0.5～1.5进行混合，各氧化物粉体纯度均大于99.0％。

4.根据权利要求1所述的基于Diamond曲面的Cu/Al₂O₃复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中陶瓷粉体倒入去离子水中，陶瓷粉体与离子水的质量比1：0.8-1.2，调节pH至8～10，置于滚筒式球磨机中混料2～3h，回转速度80～100r/min，最后加入1～3wt％分散剂阿拉伯树胶，搅拌，在陈腐20-24h后得到氧化铝陶瓷浆料。

5.根据权利要求1所述的基于Diamond曲面的Cu/Al₂O₃复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中采用真空冷冻干燥陶瓷胚体，先将胚体放置在真空冷冻干燥机以-140～-120℃预冻2～3h，待完全结晶后抽真空，并在压力10～20pa，温度-5～0℃的环境下干燥10～12h。

6.根据权利要求1所述的基于Diamond曲面的Cu/Al₂O₃复合材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中，氧化铝陶瓷浆料加入催化剂四甲基乙二胺和引发剂过硫酸钠，陶瓷浆料、催化剂和引发剂的质量比为97.5～98.5：1.0～1.6：0.5～0.9。