[发明专利]一种多相界面高导热金刚石/铝复合材料的制备方法

权利要求书

1.一种多相界面高导热金刚石/铝复合材料的制备方法，其特征在于：多相界面高导热金刚石/铝复合材料的制备方法按照以下步骤进行：

一、称料：按体积分数称取50～75％的金刚石颗粒及25～50％的铝块；

所述金刚石为人造单晶金刚石，金刚石颗粒的粒径平均为50～500μm；

二、金刚石颗粒表面刻蚀处理：将硝酸盐和金刚石颗粒混合，利用熔融硝酸盐对金刚石颗粒表面进行刻蚀处理；

所述硝酸盐为硝酸钾或硝酸钠；

所述刻蚀处理的温度为550～750℃；

三、多物相镀层金刚石颗粒制备：

在步骤二所得金刚石表面镀覆金属镀层，然后置于石墨模具中并振实，利用放电等离子烧结法进行高温短时烧结，得到金属/碳化物的多物相镀层金刚石颗粒；

金刚石表面金属镀层的镀覆采用磁控溅射法，镀层金属为Ti、W、Zr中的一种，镀层厚度为50～200nm；

四、利用气压浸渗法制备多相界面高导热金刚石/铝复合材料；

所述气压浸渗的工艺为：在保护气氛下，将炉体升温至预热温度并保温0.5～2h，随后升温至浸渗温度并保温0.5～1h；炉体内保护气体压力为5～10bar，使铝块熔融并充分浸渗到金刚石颗粒间，浸渗结束后，冷却脱模。

2.根据权利要求1所述的多相界面高导热金刚石/铝复合材料的制备方法，其特征在于：步骤一所述的铝块为1060纯铝。

3.根据权利要求1所述的多相界面高导热金刚石/铝复合材料的制备方法，其特征在于：步骤二中金刚石颗粒表面刻蚀处理前预先利用丙酮与稀盐酸清洗表面的油污及金属杂质。

4.根据权利要求1所述的多相界面高导热金刚石/铝复合材料的制备方法，其特征在于：步骤二所述硝酸盐与金刚石颗粒的质量比为1:5～15；硝酸盐纯度为99.99％。

5.根据权利要求1所述的多相界面高导热金刚石/铝复合材料的制备方法，其特征在于：步骤二中硝酸盐和金刚石颗粒混合时，先在容器底层铺上一层硝酸盐，随后金刚石颗粒与硝酸盐交替铺层。

6.根据权利要求1所述的多相界面高导热金刚石/铝复合材料的制备方法，其特征在于：步骤二所述刻蚀处理的时间为15～60min。

7.根据权利要求1所述的多相界面高导热金刚石/铝复合材料的制备方法，其特征在于：步骤三所述放电等离子烧结工艺根据不同镀层调整：对于镀Ti的金刚石，放电等离子高温短时烧结时以50℃/min的速度升温至600～850℃，保温10～30min；对于镀W的金刚石，放电等离子高温短时烧结时以50℃/min的速度升温至900～1100℃，保温5～60min；对于镀Zr的金刚石，放电等离子高温短时烧结时以50℃/min的速度升温至600～800℃，保温10～40min。

8.根据权利要求1所述的多相界面高导热金刚石/铝复合材料的制备方法，其特征在于：步骤三所述放电等离子高温短时烧结时的烧结压力为30～50MPa。

9.根据权利要求1所述的多相界面高导热金刚石/铝复合材料的制备方法，其特征在于：步骤四所述预热温度为450～600℃，升温至预热温度的升温速率为15～20℃/min；浸渗温度为700～850℃，升温至浸渗温度的速率升温为10～15℃/min。

10.根据权利要求1所述的多相界面高导热金刚石/铝复合材料的制备方法，其特征在于：步骤四所中冷却速度为10～20℃/min。