[发明专利]一种表面改性碳化硅颗粒增强铜基复合材料及其制备方法

权利要求书

1.一种表面改性碳化硅颗粒增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：采用双温区化学气相沉积炉，在炉管旋转条件下对碳化硅颗粒进行表面改性，得到表面包覆锆镀层的改性碳化硅颗粒；

步骤S1具体为：

S11：将四氯化锆粉体置于双温区化学气相沉积管式炉的低温区，将碳化硅颗粒置于双温区化学气相沉积管式炉的高温区，抽真空，驱动炉管旋转带动内部碳化硅颗粒翻转；所述四氯化锆粉体和碳化硅颗粒的质量比为1:2~8；

S12：从低温区端向双温区化学气相沉积管式炉内同时通入氩气和氢气，之后开启升温程序，待低温区和高温区均达到设定温度后，从低温区端向双温区化学气相沉积管式炉内通入甲烷，设定温度下保温；所述保温的时间为0.5~1.5h；所述高温区温度为1350~1600℃，低温区温度为250~350℃；所述氢气的流量为500~1500mL/min，氩气的流量为100~300mL/min，甲烷的流量为40~120 mL/min；

S13：关闭甲烷气阀，开启降温程序，待高温区温度降至500℃后，关闭氢气气阀，待高温区温度降至200℃后，关闭氩气气阀，冷却至室温后，得到表面包覆锆镀层的碳化硅颗粒；

S2：对所述改性碳化硅颗粒进行混合造粒、成型处理，得到碳化硅预制件坯料；

S3：对所述碳化硅预制件坯料进行真空烧结，得到碳化硅预制件；

S4：在惰性气氛下对所述碳化硅预制件预热，转移至模具筒中，抽真空，向模具筒内加入铜液，对铜液施机械压力使铜液浸渗至碳化硅预制件孔隙中，冷却拆模，得到表面改性碳化硅颗粒增强铜基复合材料；对铜液施压为分步施加机械压力，先施加预压2~5MPa，保压1~2min；再施加高压40~100MPa，保压1~3min。

2.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，所述碳化硅颗粒的粒径为。

3.如权利要求1所述的制备方法，其特征在于，步骤S4具体为：

S41：将碳化硅预制件置于石墨模具中，石墨模具四周放置硅酸铝保温层，在保温层外用不锈钢板焊接成不锈钢包套，然后将不锈钢包套置于惰性气氛下预热1~2h，预热温度为1000~1150℃；

S42：将不锈钢包套转移至钢模模具筒中，合上模具筒盖，通过真空泵对模具筒抽真空；

S43：将基体铜置于真空炉中加热，加热温度为1150~1250℃，待基体铜熔化后，利用引液管将铜液泵送至模具筒内，卸除模具筒真空，移开模具筒盖，通过液压机压头对铜液施压，使铜液在机械压力作用下浸渗至碳化硅预制件孔隙中，冷却拆模后，得到表面改性碳化硅颗粒增强铜基复合材料。

4.如权利要求3所述的制备方法，其特征在于，在步骤S43中，采用电磁泵输送方式将铜液输送至模具筒内。

5.一种表面改性碳化硅颗粒增强铜基复合材料，其特征在于，由权利要求1~4任一项所述制备方法制备得到；所述铜基复合材料中表面改性碳化硅颗粒的体积百分数为55~75%，铜基体的体积百分数为25~45%。