一种复合弥散处理悬浮液球磨法制备Cu-TiB2-Zr的方法

技术领域

本发明属于弥散铜合金强化技术领域，具体涉及一种复合弥散处理悬浮液球磨法制备Cu-TiB

背景技术

铜基合金凭借其优异的电学性能，被广泛运用在各类电子元器件领域。但其较差的力学性能限制了其在众多新兴领域的应用。为了满足时代进步所带来的高性能要求，需进一步提高铜合金的综合力学性能。

利用热力学稳定性好的弥散陶瓷粒子强化铜基体是一种极佳的方法。TiB

传统的Cu-TiB

发明内容

本发明提供了一种复合弥散处理悬浮液球磨法制备Cu-TiB

一种复合弥散处理悬浮液球磨法制备Cu-TiB

（1）粉末预处理

分别称取高纯Cu粉、TiB

（2）煅烧还原

将球磨后的前驱体浆料取出并置于管式炉中，在300℃下进行12 h烘干处理，以去除分散剂（聚丙烯酸铵分解温度为200-300℃），取出研磨后将粉末均匀平铺于陶瓷烧舟后放入高温管式炉，设定程序后通入高纯度氢气进行分解还原处理，得到终处理Cu-TiB

（3）放电等离子烧结

将步骤（2）中经过还原的Cu-TiB

所述步骤（1）中TiB

所述步骤（1）中所用磁力搅拌器为DF-101S型集热式磁力搅拌器。

所述步骤（1）中超声波清洗器为JK-5200B型超声波清洗器，功率为200W，频率为40KHz。

所述步骤（1）中真空手套箱型号为ZKX，行星式球磨机为南大仪器QM-QX4全方位行星式球磨机，球磨转速（自转速度）为300rpm，球料比为3：1，球磨时间为30小时，在真空手套箱中并在氩气气氛下完成球磨罐的装配以保证纯净的球磨环境，球罐和球磨介质小球均由硬质合金制成。

所述步骤（2）中高温管式炉型号为GSL-1200X，设定程序如下：以10 ℃/min从室温升至600 ℃，保温2 h后以10 ℃/min降至500 ℃，随后随炉冷却至室温。

所述步骤（2）中通入氢气流量为300～500ml/min。

所述步骤（3）中石墨模具直径为20 mm，Cu-TiB

所述步骤（3）中预压实压强为10 MPa，烧结采用热电偶测温，将热电偶前端插入石墨模具测温孔中。

所述步骤（3）中放电等离子烧结炉型号为LaboxTM-300，设定程序如下：以100℃/min的速率升到600℃，保温5min；接着以5℃/min的速率升到900℃，在此过程中将压力从10MPa升到50～70MPa，保温5min后快速冷却。

本发明的有益效果：本发明加入第二相Zr抑制了烧结过程中纳米级TiB

附图说明

图1为原材料铜粉表面形貌图；

图2为Cu-TiB

图3为Cu-TiB

图4为Cu-TiB

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明做进一步说明。

实施例1：

本实施例中的Cu-TiB

本实施例中Cu-TiB

（1）粉末预处理

称取19.8 g高纯Cu粉、0.2g的TiB

（2）高温分解还原

将球磨后的前驱体浆料取出，置于管式炉中在300℃下进行12 h烘干处理，取出研磨后将粉末均匀平铺于陶瓷烧舟后放入高温管式炉，以300～500 ml/min的流量通入高纯度氢气制造还原气氛，设定程序以10 ℃/min从室温升至600 ℃，保温2 h后以10 ℃/min降至500 ℃，随后随炉冷却至室温，得到Cu-TiB

（3）场辅助烧结

将上述经过还原的Cu-TiB

实施例2：

本实施例中的Cu-TiB

本实施例中Cu-TiB

（1）粉末预处理

称取19.78g高纯Cu粉、0.2gTiB

（2）高温分解还原

将球磨后的前驱体浆料取出，置于管式炉中在300℃下进行12 h烘干处理，取出研磨后将粉末均匀平铺于陶瓷烧舟后放入高温管式炉，以300～500 ml/min的流量通入高纯度氢气制造还原气氛，设定程序以10 ℃/min从室温升至600 ℃，保温2 h后以10 ℃/min降至500 ℃，随后随炉冷却至室温，得到Cu-TiB

（3）场辅助烧结

将上述经过还原的Cu-TiB

实施例3：

本实施例中的Cu-TiB

本实施例中Cu-TiB

（1）粉末预处理

称取19.76g高纯Cu粉、0.2gTiB

（2）高温分解还原

将球磨后的前驱体浆料取出，置于管式炉中在300℃下进行12 h烘干处理，取出研磨后将粉末均匀平铺于陶瓷烧舟后放入高温管式炉，以300～500 ml/min的流量通入高纯度氢气制造还原气氛，设定程序以10 ℃/min从室温升至600 ℃，保温2 h后以10 ℃/min降至500 ℃，随后随炉冷却至室温，得到Cu-TiB

（3）场辅助烧结

将上述经过还原的Cu-TiB

实施例4：

本实施例中的Cu-TiB

本实施例中Cu-TiB

（1）粉末预处理

称取19.78g高纯Cu粉、0.2gTiB

（2）高温分解还原

将球磨后的前驱体浆料取出，置于管式炉中在300 ℃下进行12 h烘干处理.取出研磨后将粉末均匀平铺于陶瓷烧舟后放入高温管式炉，以300～500 ml/min的流量通入高纯度氢气制造还原气氛，设定程序以10 ℃/min从室温升至600 ℃，保温2 h后以10 ℃/min降至500 ℃，随后随炉冷却至室温，得到Cu-TiB

（3）场辅助烧结

将上述经过还原的Cu-TiB

下表1是Cu、Cu-TiB

由图1可以看出，铜粉呈现出球状，粒径在1μm左右，粉末团聚成葡萄串状，铜粉表面光滑。

由图2可以看出，Cu-TiB

由图3和图4可以看出，从能谱分析中可以找到各类元素添加项，且增强相均匀分布于Cu基体表面，与Cu基体界面结合良好。

本发明加入第二相Zr抑制了烧结过程中纳米级TiB

上述实施例仅例示出本公开的具体实施方案，但是本公开的实施方案并不受上述内容的限制。在未实质性背离本公开的发明构思的主旨和原理的情况下所做出的任何改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，并包含在由权利要求所确定的保护范围之内。