[发明专利]一种铜基复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种铜基复合材料及其制备方法，采用电子束物理气相沉积设备，先沉积分离层，然后以电子束流分别加热铜锭料和第二相材料，其中以恒定束流加热铜锭料，以周期性变化的束流加热第二相材料，在分离层上沉积铜基材料，降温，分离获得铜基复合材料。所制得的铜基复合材料含有第二相颗粒，所述第二相颗粒为Mo、Nb、Al2O3或Y2O3，第二相颗粒体积含量为0.4‑2％，第二相颗粒含量在铜基复合材料沿厚度方向呈周期性分布,第二相颗粒尺寸小于50nm；材料的屈服强度Rp0.2≥460MPa，抗拉强度Rm≥500MPa，电导率≥80％IACS，延伸率≥6％。本发明可以制备出强度高、导电性好的纳米颗粒增强铜基复合材料。

主权项

一种铜基复合材料，其特征在于所述铜基复合材料含有第二相颗粒，所述第二相颗粒为Mo、Nb、Al2O3或Y2O3，第二相颗粒的平均体积含量为0.4‑2％，第二相颗粒含量在铜基复合材料沿厚度方向呈周期性分布,第二相颗粒尺寸小于50nm；所述铜基复合材料的制备方法包括以下步骤：(1)采用电子束物理气相沉积设备，将铜锭料和第二相材料分别放入真空室内的两个坩埚中，并在铜锭料上面放上分离层原料；所述第二相材料为Mo、Nb、Al2O3或Y2O3；(2)关上真空室，抽真空；启动基板旋转装置使基板旋转，并加热基板，使基板温度为600‑900℃；(3)当真空度达到1×10‑2Pa以下时,打开基板与坩埚之间的隔离挡板、开启电子枪，电子枪发射电子束流，加热铜锭料上面的分离层原料，在基板上沉积得到分离层；(4)分离层沉积完毕后，电子枪发射的电子束流分别加热铜锭料和第二相材料，其中以恒定束流加热铜锭料，以周期性变化的束流加热第二相材料，在分离层上沉积铜基材料，当沉积层厚度达到所需厚度时，关闭电子枪，拉上隔离挡板，停止基板加热和旋转；(5)当基板温度冷却至200℃以下，停止抽真空，取下基板，分离获得沉积层，即为所述铜基复合材料。