[发明专利]一种稀土金属间化合物增强铜基复合材料及其制备方法

说明书

本发明公开了一种稀土金属间化合物增强铜基复合材料，包括如下按质量百分比配比的粉末原料：20.95％La、50.55％Fe、28.5％Al，其中La、Fe和Al的摩尔比为1∶6∶7，粉末原料的原料为La片、Fe片和Al片，各组分纯度均高于99.9％；本发明还公布了一种稀土金属间化合物增强铜基复合材料的制备方法，制备方法包括以下步骤：制备稀土金属间化合物粉末；稀土金属间化合物粉末与纯铜粉末的均匀混合；采用热压烧结技术使稀土金属间化合物粉末与铜粉之间发生冶金结合，形成LaFe₆Al₇/Cu复合材料。本发明制备的铜基复合材料，组织结构致密，气孔较少，稀土金属间化合物分布均匀，与铜基体结合性好，添加的硬质第二相，明显的起到了传递载荷和增强作用，显著的提高了复合材料的强度。

技术领域

本发明涉及复合材料技术领域，具体是一种稀土金属间化合物增强铜基复合材料及其制备方法。

背景技术

铜基复合材料是以铜为基体，以陶瓷相、金属相等为增强相，通过一定的工艺方法复合而成的一种多相材料。铜基复合材料实现了性能的独特组合，不仅保留了铜基体优良的导热、导电性能，还克服了自身力学性能差等问题，显示出高强度、高耐磨的性能。这使得铜基复合材料可满足现代航空、航天、微电子等高新技术的迅速发展和更新对其综合性能提出的要求。

金属间化合物是指位于相图的中间位置，由两种或两种以上的金属或类金属，按固定的化学计量比组成的化合物。金属间化合物按照金属键结合，具有金属的特性，如金属光泽、金属导电性及导热性等，并具有许多特殊的物理化学和力学性质，尤其是在高的温度下还能保持优异的强度和硬度，因此金属间化合物常被用作高温结构材料。

稀土金属间化合物是稀土元素和其它金属或类金属形成的金属间化合物，兼具有与一般金属间化合物类似的高温性能，和稀土元素特殊的物理化学性质。稀土金属间化合物可以改善与铜基体的结合性，提高材料的抗氧化性、高温强度和抗烧蚀性。本发明提供了一种稀土金属间化合物增强铜基复合材料，复合材料的力学性能显著提高。

热压烧结技术作为一种制备铜基复合材料的方法，有着工艺简单、效率高、致密化程度高和稳定性好等优点。通过热压烧结技术可以把制备的稀土金属间化合物粉末和铜粉冶金结合成一起，使稀土金属间化合物增强相较好的弥散分布在铜基体中，适当的温度可以使铜粉很好的填充间隙孔洞，达到高致密化的复合材料，长时间保温保压可以使得稀土金属间化合物与铜基体结合良好。因此通过热压烧结技术制备一种稀土金属间化合物增强铜基复合材料具有重要的意义。

发明内容

本发明的目的在于提供一种稀土金属间化合物增强铜基复合材料及其制备方法，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种稀土金属间化合物增强铜基复合材料，包括如下按质量百分比配比的粉末原料：20.95％La、50.55％Fe、28.5％Al，其中La、Fe和Al的摩尔比为1∶6∶7。

进一步的：粉末原料的原料为La片、Fe片和Al片，各组分纯度均高于99.9％。

一种稀土金属间化合物增强铜基复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：

S1：制备稀土金属间化合物粉末；

S2：将稀土金属间化合物粉末与纯铜粉充分混合，得到产物A；

S3：采用热压烧结技术，对产物A进行冶金结合，形成LaFe₆Al₇/Cu复合材料。

进一步的：所述步骤S1包括以下步骤：

S11：使用砂纸打磨上述La片、Fe片和Al片，以去除表面氧化层和污渍；

S12：把S11步骤得到的料块放入无水乙醇中超声10min；