[发明专利]一种制备具有高体积分数金刚石/铜复合材料零件的方法

摘要

本发明提供了一种制备具有高体积分数金刚石/铜复合材料零件的方法，采用盐浴镀覆技术在金刚石表面镀覆一层均匀的Mo₂C用来改善金刚石与铜的润湿性，然后采用化学镀覆方法继续在Mo₂C层表面镀铜，通过控制镀液中Cu²⁺含量来控制镀铜层厚度，从而制备出含铜体积分数为30～50vol.％的双镀层Cu‑Mo₂C‑Diamond粉末。通过超高压冷压方法对Cu‑Mo₂C‑Diamond粉末进行成形，并采用真空无压烧结方法制备Diamond/Cu复合材料零部件。本发明的优点在于可直接制备出具有复杂形状的高体积分数(50～70vol.％Diamond/Cu)复合材料零部件，同时，复合材料组织均匀、致密度高，可实现批量生产Diamond/Cu复合材料零件，生产成本低。

主权项

1.一种制备具有高体积分数金刚石/铜复合材料零件的方法，其特征在于：采用盐浴镀覆技术在金刚石表面镀覆一层均匀的Mo2C用来改善金刚石与铜的润湿性，然后采用化学镀覆方法继续在Mo2C层表面镀铜，并根据镀铜质量的不同制备出不同镀铜层厚度的双镀层金刚石粉末；然后通过超高压冷压成形方法直接压制双镀层金刚石粉末来成形，再通过真空无压烧结技术近终成形金刚石/铜复合材料零部件；具体工艺步骤为：1)选取晶型度为MBD10且平均粒度为100μm的金刚石粉末、MoO3粉末以及混合盐NaCl‐KCl，进行机械混料，然后在通Ar气的快速升温管式电炉中进行反应烧结，在高温下使熔盐中的MoO3粉末与表面石墨化的金刚石反应形成Mo2C层，NaCl:KCl摩尔比＝1:1；2)随炉冷却后，将得到的产物进行超声酒精清洗筛分出镀覆Mo2C层的金刚石粉体，在镀覆Mo2C层的金刚石粉体表面进行化学镀铜；3)采用冷压机在超高压压力下将不同镀铜量的Cu‐Mo2C‐Diamond粉末直接压制成形金刚石/铜复合材料零件；4)采用钨丝真空炉将零件烧结致密，随炉冷却至室温，得到近终成形的金刚石/铜复合材料零件；其中的高体积分数指的是复合材料中金刚石的体积分数大于50％。