[发明专利]一种CNTs/TiO2纳米复合粉末增强Cu基复合材料的方法

摘要

本发明公开了一种CNTs/TiO₂纳米复合粉末增强Cu基复合材料的方法，该方法首先通过高能球磨获得片状铜粉或铜合金，利用Ti盐的水解制备CNTs/TiO₂纳米复合粉末；经过低能球磨将片状Cu粉或铜合金与CNTs/TiO₂均匀混合后，最终压力烧结制备出CNTs/TiO₂增强Cu基复合材料；该发明有利于充分发挥二元增强相的CNTs/TiO₂纳米复合粉末所产生的协同增强效应，在增强Cu基体时表现出比单组元增强相更优异的性能；CNTs/TiO₂增强Cu基复合材料的抗拉强度、显微硬度和电导率分别为294MPa，112HV和85.4% IACS；此外，相比于纯铜样品，CNTs/TiO₂纳米复合粉末增强Cu基复合材料在大幅提高力学性能的同时并未严重降低电导率。

主权项

1.一种CNTs/TiO2纳米复合粉末增强Cu基复合材料的方法，其特征在于：具体包括以下步骤：（1）将Cu粉或Cu合金置于球磨机中，加入无水乙醇浸没Cu粉或Cu合金，球磨5 ~ 10h后过滤，在40 ~ 80℃下真空干燥；（2）将碳纳米管置于浓硝酸与浓硫酸的混合液中，水浴加热至30~80℃，然后超声分散10 ~ 180min后过滤清洗至中性，充分干燥后得到预处理的碳纳米管，其中浓硝酸与浓硫酸的体积比为1:3~1:5；（3）将预处理的碳纳米管按质量比为1:100 ~ 1:500的比例加入到去离子水中，超声获得分散均匀的碳纳米管水溶液；（4）将分散均匀的碳纳米管水溶液放入温度0~15℃的水浴中，然后将Ti盐添加到碳纳米管水溶液中混匀，然后进行过滤、洗涤和干燥，得到CNTs/TiO2纳米复合粉末，其中Ti盐与预处理的碳纳米管的质量比为1:10~20:1；（5）将CNTs/TiO2纳米复合粉末与步骤（1）Cu粉或Cu合金按质量比为1:15 ~ 1:100的比例混合，然后进行低能球磨，钢球与Cu粉或Cu合金的质量比为5:1 ~ 10:1，球磨时间1 ~ 3h，转速为100 ~ 200r/min，获得复合粉末；（6）将混合均匀的复合粉末置于石墨模具中，然后置于热压炉内，在烧结温度650 ~ 850℃、烧结压力30 ~ 60MPa下，保温15 ~ 60min后，冷却，得到CNTs/TiO2纳米复合粉末增强Cu基复合材料；其中，步骤（1）中球磨机转速为100 ~400r/min；钢球与Cu粉或Cu合金的质量比为10:1 ~ 20:1。