[发明专利]一种TiC/Ti5Si3增强铜基复合材料及其制备方法

说明书

本发明属于金属材料领域，具体涉及一种TiC/Ti₅Si₃增强铜基复合材料及其制备方法，包括原料准备、Ti‑Si‑石墨等碳单质混合粉料的制备、粉末压块与烧结和TiC/Ti₅Si₃增强铜基复合材料的制备等步骤。本发明以石墨粉或炭黑或碳纳米管或石墨烯等碳单质材料为碳源，利用熔体中碳单质与钛自生反应合成TiC制备TiC/Ti₅Si₃增强铜基复合材料，制备工艺简单、成本低、效率高。TiC颗粒分布在Ti₅Si₃之间，增强体与基体界面结合良好，实现了颗粒与纤维的复合增强。制备的复合材料致密度高，导电、导热性能好，强度、硬度及耐磨性高，同时具有较好的塑韧性，适用于工业化生产和应用。

技术领域：

本发明属于金属材料领域，具体涉及一种TiC/Ti₅Si₃增强铜基复合材料及其制备方法。

背景技术：

铜是人类发现最早的金属之一，也是最实用的纯金属之一，有很好的延展性，其导电性仅次于银，导热性仅次于金和银。但铜为面心立方晶格，无同素异晶转变，塑性高而强度低，使其在实际应用过程中常常由于强度不足而失效，大大限制了铜的应用。为解决这一问题，合金化是最常用方法之一。铜合金不仅具有优良的导热性、导电性、耐腐蚀性、接合性、可加工性等综合物理、力学性能，而且价格适中，所以铜合金作为导电、导热等功能材料在电子、电器工业、电力、仪表和军工中用途十分广泛，是不可缺少的基础材料。但是随着科学技术的发展，现有牌号铜合金的导电性与其强度及高温性能难以兼顾，不能全面满足航天、航空、微电子等高技术迅速发展对其综合性能的要求。所以研制高强度、高电导率的铜基复合材料是发挥铜的优势、开拓铜的应用领域的一种行之有效的方法。

哈尔滨工业大学王晓军等发明了一种碳纳米管铜基层状复合材料的制备方法(申请号：201711288623.3)，该发明采用电泳沉积的方法来分散碳纳米管，使碳纳米管直接均匀的分散在金属板的表面，提升了碳纳米管的分散程度，提高了复合材料的强度和韧性。天津大学何春年等发明了一种二氧化钛增强铜基复合材料的制备方法(申请号：201610837054.2)，该方法将氨水加入酒精中得到0.6vol.％的氨水酒精溶液，超声条件下加入TBOT使其缓慢水解得到钛氧聚合物，之后加入硝酸铜80度水浴搅拌干燥，之后在管式炉中锻烧还原处理得到TiO₂/Cu的复合粉末，最后通过热压成形制备出高致密度的纳米TiO₂增强铜基复合材料。