[发明专利]纳米梯度复合W-Cu材料的制备方法

权利要求书

1.纳米梯度复合W-Cu材料的制备方法，其特征在于，包括以下过程：

(1)首先设计采用纳米复合W-Cu粉末来制备具有二层、三层或多层结构的W-60Cu/W-10Cu梯度复合材料；

(2)制备纳米复合W-Cu粉末，在粉末制备过程中通过控制纳米复合W-Cu粉末的形貌、粒度来改变不同成分W-Cu复合粉末的烧结活性，进而实现不同成分W-Cu复合粉末在同一温度下烧结近全致密；

(3)采用分层铺粉压制成形的方法将步骤(2)中获得纳米复合W-Cu粉末压制成具有梯度结构的W-Cu材料压坯；

(4)将步骤(3)中获得的压坯在保护性气氛中预烧；

(5)将步骤(4)中获得预烧后的坯体在保护性气氛中高温一步烧结，获得层间结合完好、接近全致密的纳米梯度复合W-Cu材料。

2.根据权利要求1所述的纳米梯度复合W-Cu材料的制备方法，其特征在于，所述的步骤(2)纳米复合W-Cu粉末采用溶胶-喷雾干燥-热还原技术、机械合金化和溶胶-凝胶方法中的一种或多种来制备，粉末制备过程中：

(1)溶胶-喷雾干燥-热还原法制备纳米复合W-Cu粉末：铜含量在10-30wt.％的W-Cu复合粉末煅烧温度控制在400-500℃，还原温度控制在600-750℃，还原时间在1-2h；

铜含量在30-40wt.％的W-Cu复合粉末煅烧温度控制在500-700℃，还原温度控制在750-850℃，还原时间在2-3h；

铜含量在40-60wt.％的W-Cu复合粉末煅烧温度控制在700-800℃，还原温度控制在800-900℃，还原时间在3-4h；

(2)机械合金化制备纳米复合W-Cu粉末：铜含量在10-30wt.％的W-Cu复合粉末球料比为10-20:1，转速为400-500r/min，球磨时间为40-60小时；

铜含量在30-40wt.％的W-Cu复合粉末球料比为5-15:1，转速为300-400r/min，球磨时间为20-40小时；

铜含量在40-60wt.％的W-Cu复合粉末球料比为5-10:1，转速为300-350r/min，球磨时间为10-20小时；

各种复合粉末在球磨过程中采用氩气为保护气体防止粉末氧化，以无水乙醇为溶剂进行湿磨；

(3)溶胶-凝胶法制备纳米复合W-Cu粉末：铜含量在10-30wt.％的W-Cu复合粉末溶液中溶质比例在10-20wt％，煅烧温度在300-400℃，还原温度在500-600℃，还原时间在1-2h；

铜含量在30-40wt.％的W-Cu复合粉末溶液中溶质比例在20-30wt％，煅烧温度在400-500℃，还原温度在600-700℃，还原时间在2-3h；

铜含量在40-60wt.％的W-Cu复合粉末溶液中溶质比例在30-40wt％，煅烧温度在500-600℃，还原温度在700-800℃，还原时间在3-4h。

3.根据权利要求1所述的纳米梯度复合W-Cu材料的制备方法，其特征在于，步骤(3)中所述的分层铺粉压制成形的方法，包括以下过程：

将纳米复合W-Cu粉末按铜含量由高到低依次分层铺粉后压制成形；

将铺好的粉末在100-400MPa压制，保压5-10s。

4.根据权利要求1所述的纳米梯度复合W-Cu材料的制备方法，其特征在于，步骤(4)中所述的预烧过程为：在氢气或者氮气或者真空气氛中，500～1000℃预烧0.5-3h。

5.根据权利要求1所述的纳米梯度复合W-Cu材料的制备方法，其特征在于，步骤(5)中所述的高温一步烧结，是指在氢气或者氮气或者真空气氛中，1300～1450℃一步烧结0.5-3h。