[发明专利]一种具有(110)取向的纳米孪晶铜材料及其制备方法

权利要求书

1.一种具有(110)取向的纳米孪晶铜材料，包括等轴晶组织和条状组织，其特征在于：

在该纳米孪晶铜材料底部为所述等轴晶组织，其平均晶粒尺寸在300-900nm之间；

随着该纳米孪晶铜材料厚度的增加，所述条状组织出现；

所述条状组织中单体的长宽比为1∶100以上，所述条状组织中含有孪晶片层，所述孪晶片层的孪晶平面垂直于生长平面，具有(110)取向，且所述孪晶片层的平均厚度为150nm以下。

2.根据权利要求1所述的具有(110)取向的纳米孪晶铜材料，其特征在于，所述等轴晶组织和所述条状组织在该纳米孪晶铜材料中的体积占比可调，其中所述条状组织的体积占比在10％-90％之间。

3.根据权利要求1所述的具有(110)取向的纳米孪晶铜材料，其特征在于，所述等轴晶组织的平均晶粒尺寸在400-700nm之间，所述条状组织中单体的长宽比为1∶150至1∶200，所述孪晶片层的平均厚度为50-100nm。

4.根据权利要求1所述的具有(110)取向的纳米孪晶铜材料，其特征在于，该纳米孪晶铜材料的取向自下而上由随机取向变为强(110)织构，即(110)取向。

5.根据权利要求1所述的具有(110)取向的纳米孪晶铜材料，其特征在于，该纳米孪晶铜材料的厚度为50-350μm。

6.根据权利要求5所述的具有(110)取向的纳米孪晶铜材料，其特征在于，该纳米孪晶铜材料的厚度为150-300μm。

7.一种制备权利要求1至6中任一项所述的纳米孪晶铜材料的方法，其特征在于，该方法采用直流电解沉积技术，利用铜板为阳极材料，利用Ti板作为阴极，阳极和阴极的面积比大于10∶1，阳极和阴极二者间距为10-20cm；

在所述直流电解沉积技术中，采用的电解液成分及含量为：二价铜离子Cu²⁺，20-100g/L；氢离子H⁺，0.07-2mol/L；氯离子Cl^-，40-80mg/L；添加剂，5-20mg/L；余量为去离子水；

在所述直流电解沉积技术中，采用恒电流模式，电流密度20-80mA/cm²，电解液温度为5-30℃，沉积时间为30min至16h。

8.根据权利要求7所述的制备纳米孪晶铜材料的方法，其特征在于，所述铜板采用含铜量大于99.99％高纯铜板，所述Ti板采用纯Ti板，阳极和阴极的面积比为12∶1-20∶1，阳极和阴极二者间距为12-15cm。

9.根据权利要求7所述的制备纳米孪晶铜材料的方法，其特征在于，在所述电解液中，二价铜离子(Cu²⁺)的含量为40-80g/L；氢离子(H⁺)的含量为1-1.5mol/L；氯离子(Cl^-)的含量为50-60mg/L；添加剂的含量为6-12mg/L。

10.根据权利要求9所述的制备纳米孪晶铜材料的方法，其特征在于，在所述电解液中，Cu²⁺来源于硫酸铜、硫酸铜水合物、或硫酸铜与氯化铜的混合物；H⁺来源于盐酸或硫酸；Cl^-来源于盐酸或者氯化钠。

11.根据权利要求7所述的制备纳米孪晶铜材料的方法，其特征在于，在所述电解液中，所述添加剂包括明胶和聚二硫二丙烷磺酸钠SPS，且明胶与聚二硫二丙烷磺酸钠SPS的重量比例为2∶1至1∶3。

12.根据权利要求11所述的制备纳米孪晶铜材料的方法，其特征在于，所述明胶与聚二硫二丙烷磺酸钠SPS的重量比例为1∶1至1∶2。