[发明专利]一种通过Cu-Ti混合镀层制备金刚石/铝复合材料的方法

说明书

本发明提供了一种通过Cu‑Ti混合镀层制备金刚石/铝复合材料的方法，包括以下步骤:（1）将Cu粉、Ti粉和金刚石粉按一定比例混合，在600℃‑900℃条件下进行盐浴镀，得到Cu‑Ti混合镀层金刚石颗粒；（2）将混合镀层金刚石颗粒与Si粉按一定比例混合，再加入复合粘结剂混合均匀得到混料；（3）将混料压制成形状规则的多孔预制坯；（4）将多孔预制坯放入干燥箱中进行干燥处理得到脱水预制坯；（5）将脱水预制坯放入管式炉中进行第一阶段高温处理，冷却后得到脱脂混料骨架；（6）将脱脂混料骨架与铝放入管式炉中进行第二阶段高温处理，冷却后得到金刚石/铝复合材料。

技术领域

本发明涉及金刚石表面预处理技术领域，尤其涉及一种通过Cu-Ti混合镀层制备金刚石/铝复合材料的方法。

背景技术

目前，同时具有高热导率和低膨胀系数的金刚石颗粒增强金属基复合材料已经作为新型热管理材料成为该领域的研究热点。在实际研究中，发现金属基与金刚石颗粒的润湿性较差，结合不紧密，极大地增加了界面热阻，降低金刚石/铝复合材料的导热性能。

研究者们为了提高金属基与金刚石颗粒的界面结合，通常采用金刚石表面金属化和基体合金化两种途径。本方法采用的是金刚石表面盐浴镀金属化来解决润湿性问题。盐浴镀工艺简单、易操作、镀层厚度容易控制，对设备要求较低等特点，能够实现金属镀层与金刚石的紧密结合。

金刚石和铜有较高的界面能，使得与铜基体润湿性极差。为了改善金刚石和铜的润湿性，目前最多的是对金刚石表面进行金属化处理，然后再和铜进行复合。Ti元素形成碳化物的能力较强，并且Ti的碳化物与金刚石晶体结构有一定的对应关系，比较容易形成共格的强界面结合，形成碳化物的温度低，对金刚石颗粒的热损伤较小。因此，应结合两种金属元素的特点，制备功能化、适用性更广的金刚石/铝复合材料。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明提供了一种通过Cu-Ti混合镀层制备金刚石/铝复合材料的方法，包括以下步骤:

（1）将Cu粉、Ti粉和金刚石粉按一定比例混合，在600℃-900℃条件下进行盐浴镀，得到Cu-Ti混合镀层金刚石颗粒；

（2）将步骤（1）得到的混合镀层金刚石颗粒与Si粉按一定比例混合，再加入复合粘结剂混合均匀得到混料；

（3）将步骤（2）得到的混料压制成形状规则的多孔预制坯；

（4）将步骤（3）得到的多孔预制坯放入干燥箱中进行干燥处理得到脱水预制坯；

（5）将步骤（4）得到的脱水预制坯放入管式炉中进行第一阶段高温处理，冷却后得到脱脂混料骨架；

（6）将步骤（5）得到的脱脂混料骨架与铝放入管式炉中进行第二阶段高温处理，冷却后得到金刚石/铝复合材料。

其中，所述Cu粉、所述Ti粉、所述金刚石粉和所述Si粉的重量百分比为5-20:5-20:20-50:30-50。

优选地，所述Cu粉、所述Ti粉、所述金刚石粉和所述Si粉的重量百分比为5:5:40:50，5:5:50:40，10:10:30:50，10:10:40:40，15:15:30:40，15:15:40:30。

其中，所述Cu粉、所述Ti粉、所述金刚石粉和所述Si粉组成的混合物与所述复合粘结剂的重量体积比为1:1-2g/mL。

优选地，所述Cu粉、所述Ti粉、所述金刚石粉和所述Si粉组成的混合物与所述复合粘结剂的重量体积比为1:1.1g/mL，1:1.2g/mL，1:1.3g/mL，1:1.4g/mL，1:1.5g/mL，1:1.6g/mL，1:1.7g/mL，1:1.8g/mL，1:1.9g/mL。