[发明专利]一种TiN/Ti5

权利要求书

1.一种TiN/Ti₅Si₃混杂增强铜基复合材料，其特征在于，所述复合材料中由TiN增强相、Ti₅Si₃增强相和铜基体组成；所述TiN增强相占铜基体质量的0.5~6%；所述Ti₅Si₃增强相占铜基体质量的0.5~10%；

所述铜基体为纯度≥99.5%电解纯铜；

所述TiN/Ti₅Si₃混杂增强铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤：

（1）混合粉料制备：将Si₃N₄粉和Ti粉按重量比0.1~0.7:1在混料机中充分混合2~6h并在行星高能球磨机中高速球磨1~9h，然后将球磨后的粉末加入到无水乙醇中搅拌、超声后，进行静置、沉淀、过滤、烘干得到Si₃N₄-Ti混合粉料；

（2）烧结压块制备：将步骤（1）制备的Si₃N₄-Ti混合粉料在粉末烧结炉中使用惰性气体保护，于600~900℃、5~40Mpa条件下高压烧结20~40min，压制成块，得到烧结压块；

（3）熔体反应：将铜基体置于高温反应炉中，在惰性气体的保护下加热至1200~1400℃，形成铜基熔体；将步骤（2）制备的烧结压块加入铜基熔体中，其中，烧结压块的加入量占铜基熔体重量的3%~30%，待预制块完全消失后，保温1~10分钟；

（4）TiN/Ti₅Si₃混杂增强铜基复合材料制备：将步骤（3）反应后的熔体在惰性气体氛围下浇入石墨模具中，于室温条件下冷却凝固，即得到以TiN和Ti₅Si₃为增强相的铜基复合材料。

2.根据权利要求1所述的TiN/Ti₅Si₃混杂增强铜基复合材料，其特征在于，所述Ti₅Si₃增强相为棒状结构，径向尺寸为0.5~1.5μm，长径比为5~100，呈网状构成复合材料骨架；所述TiN增强相尺寸为0.5~3μm的颗粒状，在铜基体中弥散分布。

3.根据权利要求1所述的TiN/Ti₅Si₃混杂增强铜基复合材料，其特征在于：步骤（1）所述Si₃N₄粉的粒径为0.5~80μm。

4.根据权利要求1所述的TiN/Ti₅Si₃混杂增强铜基复合材料，其特征在于：步骤（1）所述Ti粉的粒径为1~100μm。

5.根据权利要求1所述的TiN/Ti₅Si₃混杂增强铜基复合材料，其特征在于：所述步骤（2）压制成块的压力高于5MPa。

6.根据权利要求1所述的TiN/Ti₅Si₃混杂增强铜基复合材料，其特征在于：所述电解纯铜的用量为铜基复合材料总质量的80~95%；所述Si₃N₄的用量为铜基复合材料总质量的0.5%~3%，Ti粉的用量为铜基复合材料总质量的2~14%。

7.根据权利要求1所述的TiN/Ti₅Si₃混杂增强铜基复合材料，其特征在于，所述惰性气氛为氩气。