[发明专利]超细W-Cu复合粉末及其制备方法

说明书

本发明公开了一种超细W‑Cu复合粉末及其制备方法，该方法包括：(1)将铜盐、锌盐和钨酸钠溶液进行混合，以便得到混合溶液；(2)将所述混合溶液送至高压反应釜中进行搅拌、反应，以便得到反应后液；(3)将所述反应后液进行过滤和清洗处理，以便得到钨酸铜‑钨酸锌复合粉末前驱体和过滤液；(4)将所述钨酸铜‑钨酸锌复合粉末前驱体进行干燥处理，以便得到干燥后复合粉末前驱体；(5)在氢气气氛下将所述干燥后复合粉末前驱体进行还原处理，以便得到超细W‑Cu复合粉末。采用该方法可制得纯度高、晶粒尺寸小且W‑Cu成分比例可控的超细W‑Cu复合粉末，同时该工艺简单，可实现大批量生产，具有良好的应用前景。

技术领域

本发明属于金属复合粉末制备领域，具体而言，本发明涉及超细W-Cu复合粉末及其制备方法。

背景技术

钨具有高熔点、高密度、抗熔焊性、抗电蚀性、高温强度好等性能，铜的热导率和电导率高、延展性好、易于加工，将二者合金化制备的零件可兼具钨和铜的性能，广泛应用于军工材料和电子材料。但是，由于钨、铜粉末互不溶解，接触角大，二者只能形成假合金，采用传统的粉末冶金和熔渗法制备的W-Cu复合材料致密度较差，已难以满足现代材料的要求。现有国内外制备超细W-Cu复合粉末的方法，要么球磨时间长含杂质金属元素，且所得粉末易于成团结块，粘壁现象严重；要么制备的前驱体粉末受反应温度和反应时间影响较大，还原控制较困难；要么工艺过程复杂，难以批量化生成。

因此，现有制备超细W-Cu复合粉末的技术有待进一步改进。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。为此，本发明的一个目的在于提出一种超细W-Cu复合粉末及其制备方法。采用该方法可制得纯度高、晶粒尺寸小且W-Cu成分比例可控的超细W-Cu复合粉末，同时该工艺简单，可实现大批量生产，具有良好的应用前景。

本申请人的技术方案是发明人基于下列发现完成的：目前，国内外制备超细W-Cu复合粉末的方法主要有机械合金化法、高温还原法、雾化干燥法和溶胶-凝胶法、化学沉淀法等。机械合金化法是将W、Cu两种金属元素粉末搅拌均匀，在高能球磨机中进行球磨使W、Cu粉末混合均匀，并且形成纳米晶的W-Cu固溶体，此法的主要缺点是要达到晶粒度较大的粉末需要的球磨时间很长，这就不可避免的会带来杂质金属元素，所得粉末易于成团结块，粘壁现象严重。雾化干燥法是将偏钨酸铵和硝酸铜配成混合溶液，经雾化干燥后得到的W-Cu前驱体进行焙烧，再将产物在氢气下还原，即得到W-Cu复合粉末，采用雾化干燥法制得的W-Cu复合粉末颗粒细小且均匀，不易引入杂质，但制备的前驱体粉末还原控制比较困难，受反应温度和反应时间影响较大。溶胶-凝胶法是将易于水解的金属化合物(无机盐或金属醇盐)在某种溶剂中与水或其他物质发生反应，形成凝胶，经干燥/煅烧和还原等处理后制得W-Cu复合粉末，此法制得的W-Cu复合粉末纯度高，粒径分布均匀，但工艺过程较为复杂，难以批量化生成。本申请的发明人通过对现有超细W-Cu复合粉末的制备工艺进行积极探索，旨在解决现有技术中的缺陷，以期得到具有纯度高、晶粒尺寸小且W-Cu成分比例可控的超细W-Cu复合粉末。

为此，在本发明的一个方面，本发明提出了一种制备超细W-Cu复合粉末的方法，根据本发明的实施例，该方法包括：

(1)将铜盐、锌盐和钨酸钠溶液进行混合，以便得到混合溶液；

(2)将所述混合溶液送至高压反应釜中进行搅拌、反应，以便得到反应后液；

(3)将所述反应后液进行过滤和清洗处理，以便得到钨酸铜-钨酸锌复合粉末前驱体和过滤液；

(4)将所述钨酸铜-钨酸锌复合粉末前驱体进行干燥处理，以便得到干燥后复合粉末前驱体；

(5)在氢气气氛下将所述干燥后复合粉末前驱体进行还原处理，以便得到超细W-Cu复合粉末。