[发明专利]一种氧化钇弥散强化铜的制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化钇弥散强化铜的制备方法，该方法包括：一、对铜粉进行氧化处理，得到氧化后的铜粉；二、将氧化后的铜粉与氧化钇进行两步高能球磨处理，然后进行真空干燥，得到混合粉末；三、将混合粉末进行热还原处理，得到复合粉末；四、将复合粉末进行放电等离子烧结，得到氧化钇弥散强化铜。本发明通过对铜粉氧化有效降低了铜粉塑性，然后与氧化钇分两步进行高能球磨处理，使得氧化后的铜粉进一步得到细化，且使氧化钇更均匀地分布在混合粉末中，避免了氧化钇弥散强化铜中氧化钇增强体的团聚，有效提高了氧化钇的含量，进而有利于提高了氧化钇弥散强化铜的力学性能，且方法简单，容易实现。

技术领域

本发明属于金属基复合材料制备技术领域，具体涉及一种氧化钇弥散强化铜的制备方法。

背景技术

弥散强化铜基复合材料通过将热力学稳定性高、化学性质稳定和强度高的纳米级第二相颗粒均匀地分散在铜基体中，大幅度强化基体材料的强度，并尽可能保留铜优异的导电性，因此，在航天航空、电子电气行业中有着广泛的应用。在众多第二相颗粒中，氧化钇等稀土氧化物颗粒被认为是最合适的弥散强化相。氧化钇具有高温热动力学稳定性，良好的制冷效率，优异的耐蠕动和疲劳性；而且更重要的是，氧化钇具有类萤石结构，在合适的条件下，与铜基体存在位相匹配关系，从而能够引起切割粒子强化。然而，弥散强化相的添加，材料强度虽会提高，但随着增强体含量的增加，增强体颗粒容易发生团聚，进而影响材料的综合性能。目前单纯的球磨工艺不能实现增强体的均匀分散，如何有效地降低增强体的团聚情况是目前亟需解决的问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种氧化钇弥散强化铜的制备方法。该方法通过对铜粉氧化有效降低了铜粉塑性，然后与氧化钇分两步进行高能球磨处理，使得氧化后的铜粉进一步得到细化，且使氧化钇更均匀地分布在混合粉末中，实现了氧化钇的均匀分散，避免了氧化钇弥散强化铜中氧化钇增强体的团聚，进而有利于提高了氧化钇弥散强化铜的力学性能。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种氧化钇弥散强化铜的制备方法，其特征在于，该方法包括以下步骤：

步骤一、对铜粉进行氧化处理，在铜粉表面生成氧化膜，得到氧化后的铜粉；

步骤二、将步骤一中得到的氧化后的铜粉与氧化钇进行两步高能球磨处理，然后进行真空干燥，得到混合粉末；

步骤三、将步骤二中得到的混合粉末进行热还原处理，得到复合粉末；

步骤四、将步骤三中得到的复合粉末进行放电等离子烧结，得到氧化钇弥散强化铜。

本发明首先将铜粉进行氧化处理，在铜粉表面生成含有纳米氧化物颗粒的氧化膜，有效降低了铜粉塑性，然后与氧化钇分两步进行高能球磨处理，由于氧化后的铜粉塑性降低，经高能球磨处理易于变形，从而其尺寸进一步得到细化，且使氧化钇更均匀地分布在混合粉末中，同时，通过两步高能球磨处理减少了氧化钇的团聚，达到均匀分散氧化钇的目的；经后续热还原处理，混合粉末中铜粉表面生成的含有纳米氧化物颗粒的氧化膜被还原生成铜纳米颗粒，实现纳米级分散的效果，从而得到铜和氧化钇均匀分散的复合粉末，经烧结成型得到氧化钇弥散强化铜。综上，本发明的方法实现了氧化钇的均匀分散，避免了氧化钇弥散强化铜中氧化钇增强体的团聚，提高了氧化钇弥散强化铜的力学性能。

上述的一种氧化钇弥散强化铜的制备方法，其特征在于，步骤一中所述氧化处理的温度为250℃~450℃。该优选温度有利于在铜粉表面形成含有纳米氧化物颗粒的氧化膜，且氧化后的铜粉容易分散，不易团聚。

上述的一种氧化钇弥散强化铜的制备方法，其特征在于，步骤二中所述氧化钇与步骤一中铜粉的质量之比为1：200~5.92：200。该优选的质量之比保证了氧化钇的加入量，且有利于实现氧化钇的分散。