[发明专利]一种耐电弧侵蚀铜基材料的制备方法

摘要

本发明提供了一种耐电弧侵蚀铜基材料的制备方法，(1)将用于制备耐电弧侵蚀铜基材料的骨架材料粉体与高纯石墨球同时加入三维振动混粉机进行三维振动混粉；(2)将混粉后的粉体压制成一定密度的坯块后进行放电等离子体活化烧结制备侵蚀骨架材料；(3)在高于铜的熔点温度把铜渗入骨架材料中，制备耐电弧侵蚀铜基材料；本发明方法采用三维振动混粉使骨架材料粉体与高纯石墨球间形成摩擦与剪切力，对高纯石墨球进行机械剥离的同时将剥离下来的单层或少层石墨烯均匀包覆在骨架材料粉体上，再利用放电等离子体活化烧结增强石墨烯与骨架材料界面间结合力，最后采用传统熔渗方法制备出内部具有连续三维石墨烯空间网络结构的耐电弧侵蚀铜基材料。

主权项

1.一种耐电弧侵蚀铜基材料制备方法，其特征在于：包括如下步骤：步骤1：①称取质量为m的耐电弧侵蚀铜基骨架材料粉体与高纯石墨球加入三维振动混粉机，利用三维振动混粉机对耐电弧侵蚀铜基骨架材料粉体与高纯石墨球的混合物进行三维振动混粉，通过三维振动混粉使耐电弧侵蚀铜基骨架材料粉体与高纯石墨球间形成摩擦与剪切力，对高纯石墨球进行机械剥离的同时将剥离下来的单层或少层石墨烯均匀包覆在耐电弧侵蚀铜基骨架材料粉体上，耐电弧侵蚀铜基骨架材料粉末与高纯石墨球的初始加入量之比为0.1:1～10:1，振动频率为10～70Hz，振动时间为5min～12h；②混粉结束后，将高纯石墨球取出，称量高纯石墨球的质量，通过调整三维振动混粉的振动频率和混粉时间来控制高纯石墨加入量m0，其中m和m0的定量关系按照所需包覆石墨烯层数的要求利用比表面积进行定量计算；步骤2：将三维振动混粉后的粉末压制成预设密度的坯体后，置入放电等离子体烧结炉中进行放电等离子体活化烧结，制备耐电弧侵蚀铜基材料的骨架；步骤3：在高于铜的熔点温度把铜渗入或浸入耐电弧侵蚀铜基材料的骨架中，熔渗结束即得到耐电弧侵蚀铜基材料；制备的耐电弧侵蚀铜基材料内部石墨烯相互交错连接形成三维网络结构，使得其保持高导电导热性能、良好的高温机械强度与耐磨擦磨损性能的同时，耐电弧侵蚀性能大幅度提高。