[发明专利]一种利用铜纳米材料使金属与有机物形成高强度可靠连接的方法

摘要

本发明提供一种利用铜纳米材料使金属与有机物形成高强度可靠连接的方法，首先制备铜纳米颗粒，使铜纳米颗粒表面修饰有一层很薄的有机表面活性剂壳层；将铜纳米颗粒分散在溶液中制成分散液，在金属或者有机物母材表面利用铜纳米颗粒的分散液多次叠层直写，形成铜纳米颗粒含量和分布渐变的梯度连接层，并在连接层表面连接另一母材；对金属‑有机连接结构进行热处理改性，直写的连接层形成从纳米到连接界面宏观尺度的多尺度渐变界面结构，实现高强度可靠的金属‑有机物连接。该方法综合利用范德华力、化学键与机械互锁实现了金属与有机物的高强度连接，操作简单、易于实现、成本低、环保、实用性强。

主权项

一种利用铜纳米材料使金属与有机物形成高强度可靠连接的方法，其特征在于包括以下步骤：铜纳米颗粒的制备：利用有机表面活性剂形成模板，制备粒径为50nm‑250nm的铜纳米颗粒，所制备的铜纳米颗粒表面修饰有一层厚度为2nm‑5nm的有机表面活性剂A形成的壳层；梯度连接层的制备：将步骤1）中表面修饰有壳层的铜纳米颗粒分散在溶剂A中形成均匀的分散剂，利用所述分散剂在待连接的金属母材或有机物母材表面制备第1层薄膜层，在第1层薄膜层的表面制备第2层薄膜层，依次叠加直至在第（n‑1）层薄膜层表面制备第n层薄膜层，其中n为大于等于2的自然数；在制备时，改变所述分散剂中铜纳米颗粒的固相分数，在金属母材表面制备薄膜层时：铜纳米颗粒的含量在第1层薄膜层至第n层薄膜层中逐层递减，形成铜纳米颗粒含量与分布逐层递减的梯度连接层；在有机物母材表面制备薄膜层时：铜纳米颗粒的含量在第1层薄膜层至第n层薄膜层中逐层递增，形成铜纳米颗粒含量与分布逐层递增的梯度连接层；金属‑有机连接的热处理改性：将步骤2）中已制备梯度连接层的金属母材与待连接的有机物母材接触形成金属‑有机物连接结构，或将步骤2）中已制备梯度连接层的有机物母材与待连接的金属母材接触形成金属‑有机连接结构，对所述的金属‑有机连接结构进行热处理，热处理方法为：利用管式炉在惰性气体保护下烧结，烧结温度150℃‑400℃，烧结时间为15min‑60min；或将连接结构利用激光进行局部加热，并在加热部位覆盖惰性气体进行保护。