[发明专利]协同增强铜基复合材料及其制备方法

摘要

本发明涉及一种协同增强铜基复合材料及其制备方法，该协同增强铜基复合材料采用碳量子点、碳纳米管和Ti3C2 Mxene作为增强相；该方法包括：制备碳量子点、碳纳米管和Ti3C2 Mxene的水性分散液；将分散液加入到铜盐水溶液中，再加入碱性溶液形成氢氧化铜、加入还原剂将氢氧化铜还原为氧化亚铜；过滤、清洗和干燥，得到复合粉末；将复合粉末中氧化亚铜还原为铜；对铜基复合粉末进行放电等离子体烧结。本发明利用碳量子点、碳纳米管和Ti3C2 Mxene的维度协同作用，得到力学性能显著提高的铜基复合材料；运用分子级共混的方法得到分散均匀、结合牢固的铜基复合粉末；采用放电等离子体烧结，使得Cu晶粒生长被有效抑制。

主权项

1.一种制备协同增强铜基复合材料的方法，其特征在于，所述协同增强铜基复合材料中碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂ Mxene的质量比为1:1:1～10，且所述碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂ Mxene的质量和占所述铜基复合材料总质量的0.03～0.9％，所述方法包括如下步骤：S101：将阳离子表面活性剂、碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂ Mxene按预定比例加入去离子水中，室温下超声分散，得到分散液；S103：将所述分散液按预定比例加入到铜离子浓度为6.4～64g/L的铜盐水溶液中，搅拌均匀后加入碱性溶液，得到包括氢氧化铜的悬浊液；S105：将所述悬浊液加热至50～100℃，继续搅拌并向其中加入还原剂将所述氢氧化铜还原为氧化亚铜；S107：将步骤S105所得产物过滤、清洗和干燥，得到碳量子点、碳纳米管、Ti₃C₂ Mxene和氧化亚铜的复合粉末；S109：将所述复合粉末置于还原炉内，加热并通入还原气体将氧化亚铜还原为铜，得到分子级共混的铜基复合粉末；S111：对所述铜基复合粉末进行放电等离子体烧结，得到碳量子点、碳纳米管和Ti₃C₂ Mxene协同增强的铜基复合材料。