[发明专利]一种铜铝复合材料的制备方法

说明书

本发明涉及铜铝复合材料制备工艺技术领域，且公开了一种铜铝复合材料的制备方法，包括：制备纳米铜‑纳米铝双层包覆的铝团簇颗粒，将纳米铜‑纳米铝双层包覆的铝团簇颗粒进行烧结处理，得到均质化纳米铜‑纳米铝双层包覆的铝团簇，以均质化纳米铜‑纳米铝双层包覆的铝团簇为原料制备铝液，使用铸轧设备，在压力条件下采用固‑液复合法制备铜铝复合材料，该铜铝复合材料通过纳米化的方法将铝被铜包覆起来，并且在铜铝界面处生成了结构紧凑的纳米铜‑纳米铝过渡层，其不仅能够阻隔铜铝原子之间的相互扩散，有效防止铜铝金属间化合物的生成，而且纳米化的晶相结构能够显著增强复合界面强层的超塑延展性和导电性。

技术领域

本发明涉及铜铝复合材料制备工艺技术领域，具体为一种铜铝复合材料的制备方法。

背景技术

铜/铝层状复合材料是一种综合性能良好的复合材料，其集铜、铝两种金属的差别于一身，不仅具有铜的导电导热性好、外观优美等优点，而且具有铝的比重小、价格经济等特点。

但是铜与铝之间非常容易生成各种金属间化合物，这些硬脆的金属间化合物大量存在于界面上、呈膜状沿复合层纵向分布，这将极大降低复合材料的导电性、延展性和力学性能。

发明内容

(一)解决的技术问题

为了解决铜包铝复合材料存在的界面层硬脆问题，本发明提供一种铜铝复合材料的制备方法。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

一种铜铝复合材料的制备方法，包括如下步骤：

步骤S1，制备均质化纳米铜-纳米铝双层包覆的铝团簇；

步骤S2，以均质化纳米铜-纳米铝双层包覆的铝团簇为原料制备铝液，使用铸轧设备，在压力条件下采用固-液复合的方法制备铜铝复合材料，其工艺过程为：先把紫铜板洁净处理、预热，然后迅速放入凹模型腔中，定量浇注高温铝液，铝液浇注温度为700-750℃，快速合模加载单位压力，保压，顶出层状复合材料迅速放入电阻炉中随炉冷却，得到铜铝复合材料。

优选的，所述步骤S1，将纳米铜-纳米铝双层包覆的铝团簇颗粒放入超高速微波中，抽真空、通氮气，升温烧结、保温，氮气保护下冷却至室温，得到均质化纳米铜-纳米铝双层包覆的铝团簇。

优选的，所述步骤S1，纳米铜-纳米铝双层包覆的铝团簇颗粒的制备步骤如下：

步骤S1-1，在微米粒径的铝粉上生成纳米铝粒子，得到纳米壳微米核结构的铝粒子；

步骤S1-2，在纳米壳微米核结构的铝粒子上生成纳米铜粒子，得到纳米铜-纳米铝双层包覆的铝粒子，纳米铜-纳米铝双层包覆的铝粒子相互之间发生团簇聚集作用，生成纳米铜-纳米铝双层包覆的铝团簇颗粒。

优选的，所述步骤S1-1，所述微米粒径的铝粉的平均粒径3um。

优选的，所述步骤S1-1，所述纳米铝粒子的平均粒径5nm。

优选的，所述步骤S1-2，所述纳米铜粒子的平均粒径10nm。

优选的，所述步骤S2，紫铜板洁预热350-450℃，快速合模加载1000MPa单位压力，保压1-3min，顶出层状复合材料迅速放入200-300℃电阻炉中随炉冷却，得到铜铝复合材料。

(三)有益的技术效果

与现有技术相比，本发明具备以下有益的技术效果：

本发明：在平均粒径3um的铝粉上生成平均粒径5nm的纳米铝粒子，得到纳米壳微米核结构的铝粒子；