[发明专利]一种铜碳复合材料及其制备方法

摘要

本发明公开了一种铜碳复合材料及其制备方法。该铜碳复合材料中碳材料可选用天然鳞片石墨、胶体石墨、纳米石墨、碳纤维等。其制备方法为：先采用化学镀镍的方法制备镀镍碳材料，然后采用化学镀铜的方法在镀镍碳材料上镀铜，最后将镀铜碳材料在铜熔点温度下真空半固态低压烧结制备铜碳复合材料。本发明专利的特点是：利用镀镍的方法在碳表面形成一层均匀的薄镀镍层以降低碳材料的润湿角，利用镀铜的方法在镀镍碳材料表面形成铜镀层以使材料在烧结过程中形成三维的“铜网络”，利用真空半固态低压烧结增强基体的结合强度。本方法制备的铜碳复合材料基体与碳两相分部均匀且结合较好，具有优异的电学、力学性能和摩擦磨损性能。

主权项

1.一种铜碳复合材料，其特征在于，所述铜碳复合材料是将碳材料作为原料，通过化学镀的方法在碳材料的表面先后镀覆镍和铜，然后通过真空半固态低压力烧结制备而成的铜碳复合材料；所述铜碳复合材料的具体制备方法如下：(1)氧化：在60‑150℃温度下，将碳材料在氧化溶液中氧化处理0.5‑3h，再用去离子水清洗至中性，干燥后得到氧化后的碳材料；(2)敏化：在20‑40℃温度下，将氧化后的碳材料在敏化溶液中处理15‑30min，再用去离子水清洗至中性，干燥后得到敏化后的碳材料；(3)活化：在20‑40℃温度下，将敏化后的碳材料在活化溶液中处理15‑30min，再用去离子水清洗至中性，干燥后得到活化后的碳材料；(4)镀覆镍：在20‑40℃温度下，将2‑10g/L活化后的碳材料加入到镍镀液中，用碱溶液调节pH至7.5‑9.5之间，并缓慢滴入还原剂，直至溶液澄清为止，再用去离子水清洗至中性，干燥后得到镀镍碳材料；(5)镀覆铜：在20‑40℃温度下，将2‑10g/L镀镍碳材料加入到铜镀液中，用碱溶液调节pH至7.5‑9.5之间，并缓慢滴入还原剂，直至溶液澄清为止，再用去离子水清洗至中性，干燥后得到镀铜碳材料；(6)还原：将镀铜碳材料在氢气气氛下进行还原反应，还原温度为350‑450℃，还原时间为0.5‑2h，得到还原镀铜碳材料；(7)铜熔点温度下的真空半固态低压力烧结：将还原镀铜碳材料装入真空热压机模具，抽真空至10‑3Pa，以10‑15℃/min速度升温至1000℃后，加压20‑50MPa，保温1‑4h，之后降低压力至3‑6MPa，再以5‑8℃/min速度缓慢升温至1080℃，保压0.5‑2h。