專利名稱：反應(yīng)法制備銅－二硼化鈦導(dǎo)電材料的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制備銅-二硼化鈦導(dǎo)電材料的方法，屬于金屬基復(fù)合材料科學(xué)領(lǐng)域。
公知的銅-二硼化鈦導(dǎo)電材料制備的方法主要有，粉末冶金法該方法通過將銅(Cu)、二硼化鈦(TiB2)粉末進(jìn)行充分混合、壓坯、燒結(jié)工藝獲得銅-二硼化鈦導(dǎo)電材料，同時(shí)還發(fā)展了二硼化鈦(TiB2)粉末表面鍍銅；銅(Cu)、二硼化鈦(TiB2)粉末機(jī)械合金化等粉末冶金法制備銅-二硼化鈦導(dǎo)電材料。這類方法的不足是，二硼化鈦(TiB2)依靠外部機(jī)械加入，同時(shí)受粉末冶金法的限制，不利于大規(guī)模連續(xù)生產(chǎn)。液體反應(yīng)法該方法首先制備銅-鈦(Cu-Ti)、銅-硼(Cu-B)合金，然后在合金的噴射中進(jìn)行反應(yīng)，以獲得銅-二硼化鈦導(dǎo)電材料。此外，還可以通過銅合金進(jìn)行碳熱反應(yīng)，獲得銅-二硼化鈦導(dǎo)電材料。這類方法存在著材料制備設(shè)備要求苛刻、制備工藝過程控制復(fù)雜、原料價(jià)格較高等缺陷，導(dǎo)致產(chǎn)品成本較高。
本發(fā)明針對公知技術(shù)存在的問題，旨在提供使用廉價(jià)原料、通過反應(yīng)獲得二硼化鈦(TiB2)增強(qiáng)相，達(dá)到低成本、高效率、大規(guī)模生產(chǎn)性能優(yōu)良的銅-二硼化鈦導(dǎo)電材料的目的。
本發(fā)明是通過以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的。


圖1是本發(fā)明的工藝流程圖。原料經(jīng)過配料進(jìn)入混料機(jī)混勻，經(jīng)粉料成型后，將成型的坯料壓入銅液中反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)攪拌、靜置，最后鑄錠得到成品銅-二硼化鈦導(dǎo)電材料。
1.原料成份及所占比重反應(yīng)物質(zhì)①氧化鈦粉(TiO2)，占總重量的2-43％；②氧化硼粉(B2O3)，占總重量的1.8-40％；③碳粉(C)，占總重量的1.5-37％；④鋁粉(Al)，占總重量的1.7-39％；⑤鐵粉(Fe)，占總重量的1.85-40.1％。
主原料電解銅(Cu)，除去反應(yīng)物質(zhì)的余量。
2.原料配方1)反應(yīng)物質(zhì)①+②+④+⑤+銅；2)反應(yīng)物質(zhì)①+②+③+銅。
3.技術(shù)條件1)混料時(shí)間2～8小時(shí)；2)壓坯成型壓力20～50MPa；3)銅液中反應(yīng)溫度1250～1500℃；反應(yīng)時(shí)間1～2.5小時(shí)。
與公知的技術(shù)相比，本發(fā)明主要的增強(qiáng)相二硼化鈦(TiB2)是使用廉價(jià)原料、通過反應(yīng)獲得，改善了銅-二硼化鈦界面的結(jié)合狀態(tài)、提高了界面結(jié)合強(qiáng)度、可以獲得良好的強(qiáng)度-導(dǎo)電性能配合，相應(yīng)的材料性能得到明顯改善，同時(shí)減少了材料制備工藝、降低材料制備成本。
實(shí)施例一將原料按照氧化鈦(TiO2)5.7％、氧化硼(B2O3)5％、鐵粉(Fe)5％、鋁粉(Al)4.86％、電解銅(Cu)余量的比例，除Cu以外的原料經(jīng)過5小時(shí)混料、30兆帕(MPa)壓坯成型，電解銅置入電阻坩堝爐中，加熱至1400℃，壓入坯塊，反應(yīng)時(shí)間1.5小時(shí)，經(jīng)攪拌、靜置、鑄錠后，可以得到含二硼化鈦5％(重量百分比)的銅-二硼化鈦導(dǎo)電材料；實(shí)施例二原料氧化鈦(TiO2)11.3％、氧化硼(B2O3)10％、碳粉(C)8.7％、電解銅(Cu)余量，除Cu以外的原料經(jīng)過5小時(shí)混料，30兆帕(MPa)壓坯成型，電解銅置入電阻坩堝爐中，加熱至1400℃，壓入坯塊，反應(yīng)時(shí)間1.5小時(shí)，經(jīng)攪拌、靜置、鑄錠后，可獲得含二硼化鈦10％(重量百分比)的銅-二硼化鈦導(dǎo)電材料。
權(quán)利要求
1.反應(yīng)法制備銅-二硼化鈦導(dǎo)電材料，其特征在于1)工藝流程原料經(jīng)配料在混料機(jī)中混合均勻后，經(jīng)粉料成型，將成型的坯料壓入銅液中反應(yīng)，反應(yīng)結(jié)束后經(jīng)攪拌、靜置，最后鑄錠，2)原料成份及所占百分比反應(yīng)物質(zhì)①氧化鈦粉(TiO2)，占總重量的2-43％；②氧化硼粉(B2O3)，占總重量的1.8-40％；③碳粉(C)，占總重量的1.5-37％；④鋁粉(Al)，占總重量的1.7-39％；⑤鐵粉(Fe)，占總重量的1.85-40.1％，主原料電解銅(Cu)，除去反應(yīng)物質(zhì)的余量，3)原料配方(1)反應(yīng)物質(zhì)①+②+④+⑤+銅；(2)反應(yīng)物質(zhì)①+②+③+銅，4)技術(shù)條件(1)混料時(shí)間2～8小時(shí)；(2)壓坯成型壓力20～50MPa；(3)銅液中反應(yīng)溫度1250～1500℃；反應(yīng)時(shí)間1～2.5小時(shí)。
2.根據(jù)權(quán)力要求1所述的反應(yīng)法制備銅-二硼化鈦的工藝，其特征在于將原料按照氧化鈦(TiO2)5.7％、氧化硼(B2O3)5％、鐵粉(Fe)5％、鋁粉(Al)4.86％，電解銅(Cu)余量的比例，除Cu以外的原料經(jīng)過5小時(shí)混料，30兆帕(MPa)壓坯成型，電解銅置入電阻坩堝爐中，加熱至1400℃，壓入坯塊，反應(yīng)時(shí)間1.5小時(shí)，后攪拌、靜置、鑄錠。
3.根據(jù)權(quán)力要求1所述的反應(yīng)法制備銅-二硼化鈦的工藝，其特征在于原料氧化鈦(TiO2)11.3％、氧化硼(B2O3)10％、碳粉(C)8.7％、電解銅(Cu)余量，除Cu以外的原料經(jīng)過5小時(shí)混料，30兆帕(MPa)壓坯成型，電解銅置入電阻坩堝爐中，加熱至1400℃，壓入坯塊，反應(yīng)時(shí)間1.5小時(shí)，后攪拌、靜置、鑄錠。
全文摘要
反應(yīng)法制備銅－二硼化鈦導(dǎo)電材料,屬金屬基復(fù)合材料科學(xué)領(lǐng)域。采用銅、二氧化鈦、氧化硼、碳、鋁、鐵為原料,經(jīng)過配料混合后,將壓制成型的坯料加入到熔融的銅液中,通過反應(yīng)獲得二硼化鈦增強(qiáng)相,進(jìn)而得到一種性能優(yōu)良的銅－二硼化鈦導(dǎo)電材料。該材料具有良好的強(qiáng)度－導(dǎo)電性能配合,且制備工序簡單、原料成本較低、適于大規(guī)模連續(xù)化生產(chǎn)。
文檔編號(hào)C22C1/10GK1246541SQ9910449
公開日2000年3月8日 申請日期1999年5月12日 優(yōu)先權(quán)日1999年5月12日
發(fā)明者孫加林, 陳敬超 申請人:昆明理工大學(xué)