[发明专利]一种超细Al2O3弥散强化铜材料制备方法

说明书

技术领域

本发明属于金属材料制备领域。

背景技术

超细Al₂O₃弥散强化铜具有高强度、高导电率和高导热率，而且在高温长期工作条件下其各项性能均改变较少，即材料的高温热稳定性好，可广泛用于制造电阻焊电极、引线、整流子、继电器铜片等冶金工业和电子工业领域，弥散强化铜制备的关键是如何向铜基中引入弥散分布的Al₂O₃颗粒，目前应用较多的是内氧化法，但内氧化法工艺过程中反应所需的氧含量难以控制，且生产成本昂贵，其它如机械混合法、共沉积法和硝酸盐熔化法制备的Al₂O₃弥散强化铜，其Al₂O₃颗粒一般比较大（大于2μm），从而影响其优越性。

发明内容

本发明的目的是提供一种过程容易控制、成本低、成品中Al₂O₃颗粒尺寸小、高温热稳定性好多的超细Al₂O₃弥散强化铜制备方法。

本发明通过以下技术方案予以实现：一种超细Al₂O₃弥散强化铜材料制备方法，取Al（NO₃）₃加入蒸馏水制得硝酸铝水溶液，将氨水加入剧烈搅拌的硝酸铝水溶液中至pH=9，得到乳白色Al（OH）₃溶胶，将铜粉缓慢加入溶胶，搅拌、静置、过滤，得到铜与氢氧化铝湿凝胶的混合物，将该混合物放入球磨机中进行湿粉球磨处理，在室温下干燥24h后将其装入石墨模具中进行热压烧结，烧结温度950℃，压力45MPa，保温2h，再进行冷锻压，锻压比1:1，最后进行退火处理，退火温度900℃，得到成品。

所述氨水加入硝酸铝水溶液过程中加入胶体分散剂聚乙烯。

所述湿粉球磨时间为4～5h。

本发明具有如下有益效果：

本发明所述制备方法过程容易控制、成本低、成品中Al₂O₃含量为2.7%，退火后材料中Al₂O₃的平均颗粒尺寸为0.1μm，颗粒间距0.3μm，达到超细化的水平，退火后性能变化很少，具有很好的高温热稳定性。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。

具体实施例：本发明所述方法采用溶胶-凝胶法和热压烧结相结合的制备方法，取Al（NO₃）₃加入蒸馏水制得硝酸铝水溶液，将氨水加入剧烈搅拌的硝酸铝水溶液中至pH=9，相当于2.7%（体积分数）的Al₂O₃,为防止胶体粒子的凝聚，加入胶体分散剂聚乙烯醇，反应为Al（NO₃）₃+3NH₄OH—Al（OH）₃+3NH₄NO₃，得到乳白色Al（OH）₃溶胶，将铜粉缓慢加入溶胶（纯度99.3%，粒度小于56μm），搅拌、静置、过滤，得到铜与氢氧化铝湿凝胶的混合物，将该混合物放入球磨机中进行湿粉球磨4～5h，在室温下干燥24h后将其装入石墨模具中进行热压烧结，烧结温度950℃，压力45MPa，保温2h，冷加工采用冷锻压，锻压比1:1，最后进行退火处理，退火温度900℃，得到成品。

用扫描隧道显微镜观察成品的物相形貌，Al₂O₃颗粒细且均匀分布，退火后颗粒并未长大，基体铜未出现再结晶，具有很高的热稳定性。成品中Al₂O₃含量为2.7%，退火后Al₂O₃的平均颗粒尺寸为0.1μm，颗粒间距0.3μm，达到超细化的水晶，退火后材料性能变化很少，具有很好的高温热稳定性。

本发明实施例所述制备方法过程容易控制、成本低，制备的超细Al₂O₃弥散强化铜，其Al₂O₃颗粒尺寸小，退火后材料性能变化很少，具有很好的高温热稳定性。

以上内容是结合具体的实施方式对本发明所做的进一步详细说明，不能认定本发明的具体实施只局限于这些说明。对于本发明所属技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干简单推演或替换，都应当视为属于本发明的保护范围。