[发明专利]一种基于I-WP曲面的铜碳化硅复合材料的制备方法

摘要

本发明公开一种基于I‑WP曲面的Cu/SiC复合材料的制备方法，是一种金属相Cu和陶瓷相SiC以三周期极小曲面I‑WP结构为基础，在三维空间网络结构连续并且互相缠绕在一起的三维网络结构复合材料。I‑WP曲面结构能有效避免应力集中，增加复合材料的力学性能，Cu/SiC复合材料既具有金属的塑形、导电导热性，又具备陶瓷的高硬度、高耐磨性及化学稳定性等特点。所述制备方法具体是设计并3D打印I‑WP曲面的结构；多孔SiC陶瓷预制体的制备；金属Cu的浸渗。本发明可以通过改变I‑WP曲面结构的打印参数，控制金属和陶瓷的含量，使制备的Cu/SiC复合材料更适合工业的需要。

主权项

1.一种基于I‑WP曲面的Cu/SiC复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)PLA骨架的制备：采用3D打印机对PLA材料打印成I‑WP曲面结构；(2)陶瓷粉体的制备：将SiC粉，滑石粉，Al2O3粉和Y2O3粉、纤维素混合，球磨后，过筛得到颗粒粒度≤1μm的陶瓷粉体；(3)陶瓷浆料的制备：将步骤(2)所述的陶瓷粉体倒入无水乙醇中，球磨混料成泥浆后，陈腐得到碳化硅陶瓷浆料；(4)陶瓷胚体的制备：将步骤(1)所述的PLA结构放置于铸造模具内，再将得到的碳化硅陶瓷浆料加入催化剂四甲基乙二胺和引发剂过硫酸铵，快速搅拌后注入模具使其固化，将固化的浆料放在真空干燥箱中抽真空排除气泡，进行真空冷冻干燥，即可得到基于I‑WP曲面的PLA/碳化硅陶瓷材料胚体；(5)多孔SiC陶瓷的制备：将步骤(4)所得到的胚体置于高温炉中烧结，随炉冷却并去除PLA残渣，再进行超声波清洗，反复三次，即可得到基于I‑WP曲面反向结构的多孔SiC陶瓷；(6)浸渗法制备Cu/SiC复合材料：将金属铜块置于步骤(5)所述的多孔SiC陶瓷预制体上方，在真空条件下进行熔渗后取出，即得到基于I‑WP曲面的Cu/SiC复合材料。