[发明专利]一种改善铜铝复合材料界面的方法

说明书

本发明公开了一种改善铜铝复合材料界面的方法。包括如下步骤：在铜铝的界面处预先涂覆或沉积石墨烯，然后再将铜、铝及石墨烯加工复合；所述涂覆或沉积的方法为涂装、电镀、化学气相沉积中的一种；所述加工复合方法为轧制复合法、挤压复合法、拉拔复合法中的一种；所述的石墨烯为粉末或薄膜。采用本发明的方法，将石墨烯添加在铜铝的界面，可以在保证界面结合，在阻碍界面生成脆性且导电性差的金属间化合物的同时，提高了界面的结合和导电性能。

技术领域

本发明涉及一种改善铜铝复合材料界面的方法，属于及有色金属复合材料制备加工领域。

背景技术

铜铝复合材料是利用复合技术使铜包覆在铝表面制成的一种轻型导电材料。该材料不仅具有铜的电导率和热导率高、接触电阻低和外表美观等优点，还具有铝的密度低、价格低廉等优点。铜铝复合材料主要包括铜包铝线、铜包铝扁排、铜包铝薄带等，可代替纯铜及铜合金用于电力传输、中高频信号传输、电磁屏蔽等场合。

目前工业上广泛应用的铜铝复合材料制备方法包括轧制复合法、挤压复合法、包覆焊接法、低压铸造法等。然而，以上方法在复合坯料制备、加工和热处理过程中都不可避免在界面处形成Cu₉Al₄、Cu₃Al₂、Cu₄Al₃、CuAl₂等金属间化合物，这些金属间化合物具有较高的硬度及脆性，过厚的脆性化合物会降低界面结合强度。另外，由于金属间化合物电阻率高于铜和铝，这对材料的导电性能也会产生不利影响。基于上述情况，有必要改善铜铝复合材料的界面。

石墨烯是一种由碳原子以SP²杂化轨道组成六角型呈蜂巢晶格的二维材料，呈惰性，是世界上最薄却也是最坚硬的纳米材料，导热系数高达5300W/m·K，高于碳纳米管和金刚石，常温下其电子迁移率超过15000cm²/V·s，而电阻率只约10^-6Ω·cm，比铜或银更低。因此，采用石墨烯作用于铜铝复合材料界面有望改善界面脆性和导电性下降等问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种改善铜铝复合材料界面的方法，以解决铜铝复合材料在制备加工过程中界面形成脆性金属间化合物降低界面结合强度和导电性的问题。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种改善铜铝复合材料界面的方法，包括如下步骤：在铜铝的界面处预先涂覆或沉积石墨烯，然后再将铜、铝及石墨烯加工复合。

其中，所述涂覆或沉积的方法为涂装、电镀、化学气相沉积等；所述加工复合方法为轧制复合法、挤压复合法、拉拔复合法等；所述的石墨烯为粉末或薄膜。

其中，所述的铜铝复合材料为纯铜-纯铝复合材料、铜合金-纯铝复合材料、纯铜-铝合金复合材料、铜合金-铝合金复合材料等。

其中，所述的铜铝复合材料的形态为棒线、板、带、箔、排材等。

为了提高石墨烯与金属之间的结合力，可以在石墨烯表面修饰金属颗粒，其中所述金属为铜、镍、银等。

本发明的有益效果是：

采用本发明的方法，将石墨烯添加在铜铝的界面，可以在保证界面结合，在阻碍界面生成脆性且导电性差的金属间化合物的同时，提高了界面的结合和导电性能。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明做进一步详细描述，但本发明的实施方式不仅限于此。

实施例1

厚度为5mm铜包铝扁带的制备。