[发明专利]一种多孔铜与铜的连接方法

说明书

本发明属于材料连接技术领域，具体涉及一种多孔铜与铜的连接方法。本发明的制备方法包括以下步骤：（1）将块体铜材放入马弗炉内进行氧化处理；（2）将多孔铜材裁剪成所需规格；（3）将裁剪后的多孔铜材与氧化后的块体铜材贴合在一起后放入还原炉内进行烧结，即可得到连接良好的多孔铜‑铜材料。本发明通过先对块体铜材进行氧化处理提高铜材的表面粗糙度，工艺简单，利用块体铜材的粗糙表面与多孔铜贴合，并通过对接触表面施加压力进行还原烧结，还原烧结时能够将铜材表面的氧化层进一步还原成铜单质，从而实现多孔铜与纯铜的连接。

技术领域

本发明属于材料连接技术领域，具体涉及一种多孔铜与铜的连接方法，是利用铜氧化后会增加铜材表面粗糙度实现两种材料的连接。

背景技术

多孔铜具有比表面积大、质量轻等特点，因此在能源存储、催化转化、吸声导热等领域得到广泛的应用。

铜和多孔铜的连接方式主要有熔焊和钎焊。熔焊需将连接处熔化，铜的熔点较高，熔焊需要较高温度，且铜在高温下易与氧气发生反应，因此铜的熔焊过程中需要气体保护。钎焊相对焊接温度较低，但是多孔铜内部含有大量的孔结构，低熔点钎料熔化后在毛细作用力下易进入多孔铜内部，导致焊接不良。

发明内容

本发明的目的是在于克服现有技术中存在的不足，提供一种多孔铜与铜的连接方法。本发明通过先对块体铜材进行氧化处理提高铜材的表面粗糙度，工艺简单，利用块体铜材的粗糙表面与多孔铜贴合，并通过对接触表面施加压力进行还原烧结，还原烧结时能够将铜材表面的氧化层进一步还原成铜单质，从而实现多孔铜与纯铜的连接。

为实现以上技术目的，本发明实施例采用的技术方案是：一种多孔铜与铜的连接方法，包括如下步骤：

（1）氧化处理：将块体铜材放入马弗炉中进行氧化处理；

（2）裁剪：将多孔铜材裁剪成所需规格；

（3）还原烧结：将步骤（2）中裁剪后的多孔铜材与步骤（1）中氧化后的块体铜材贴合在一起后放入还原炉内进行烧结，即可得到连接良好的多孔铜-铜材料。

进一步地，步骤（1）中氧化处理时所用气体为压缩空气，流量为1-5L/min，氧化温度为300-400℃，氧化时间为1-2小时。

进一步地，步骤（2）中裁剪时利用裁纸刀进行裁剪，多孔铜材经裁切后切口处整齐无毛。

进一步地，步骤（3）中所述多孔铜材与氧化后的块体铜材贴合时所用的压力为2-5KPa，还原烧结温度为750-900℃，烧结时间为3-6h，气氛为氮氢混合气，氢气比例为5%-15%。

进一步地，步骤（2）中所述多孔铜材的孔隙率为40%-85%。

进一步地，步骤（1）中氧化处理前所述块体铜材和步骤（2）中所述多孔铜材的铜含量不小于99.5%。

本发明实施例提供的技术方案带来的有益效果是：

本发明通过先对块体铜材进行氧化处理提高铜材的表面粗糙度，工艺简单，利用块体铜材的粗糙表面与多孔铜贴合，并通过对接触表面施加压力进行还原烧结，还原烧结时能够将铜材表面的氧化层进一步还原成铜单质，从而实现多孔铜与纯铜的连接。

本发明多孔铜与铜的连接方法工艺简单，相较于不对铜块进行氧化处理直接将多孔铜与铜连接的方法相比，连接强度有明显提升。

具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

实施例1

一种多孔铜与铜的连接方法，包括如下步骤：

（1）氧化处理：选取长度为50mm、宽度为20mm、高度为10mm的铜块，放入马弗炉中，在1L/min的压缩空气和300℃的条件下氧化1小时，待冷却后取出；