1.一种AlN/W‑Cu层状梯度复合材料,其中,所述AlN/W‑Cu层状梯度复合材料是由表面被W覆盖AlN颗粒与Cu熔合形成的,并且由多层构成,在各层中,基于100wt%的各层的总质量,AlN的含量为1wt%~10wt%,优选2wt%~
6wt%;W的含量为0wt%~99wt%,优选为50wt%‑90wt%;Cu含量为0wt%~99wt%,优选为
10wt%~50wt%,并且,各层中的W和Cu的含量分别呈现相反趋势的梯度分布。
2.根据权利要求1所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料,其中,所述AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的层数为3~20层;
优选地,相邻层之间的Cu含量的梯度差值为5wt%~20wt%。
3.根据权利要求1或2所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料,其中,所述AlN/W‑Cu层状梯度复合材料由AlN、Cu和W组成;
优选地,所述AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的致密度为95%以上,优选96%以上,更优选
97%以上,进一步更优选98%以上;
优选地,所述AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的热导率为240~300W/(m·K),优选250~
290W/(m·K)。
4.一种制备根据权利要求1至3中任一项所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的方法,其包括如下步骤:步骤一、制备AlN/W粉末混合料
将钨盐溶于去离子水,加入络合剂和分散剂,调节溶液pH为2以下,搅拌直至得到含钨的溶胶;将AlN粉末加入到所述溶胶中,并加入无水乙醇继续搅拌使其均匀分散,在烘箱中完全干燥后置于马弗炉中煅烧,制得AlN/WO3粉末混合料;将所得AlN/WO3粉末混合料还原制得AlN/W粉末混合料;
步骤二、制备AlN/W‑Cu粉末混合料按照设计的层状梯度复合材料各层的成分质量比,称取各层所需Cu粉和步骤一所得AlN/W粉末混合料,置于混料机中混合均匀,得到各层所需的AlN/W‑Cu粉末混合料;
步骤三、制备AlN/W‑Cu层状生坯
利用干粉铺叠法,按照Cu含量由低到高的顺序,将步骤二所得各层AlN/W‑Cu粉末混合料于模具中分层依次平铺,压制成形后制得AlN/W‑Cu层状生坯;
步骤四、制备AlN/W‑Cu层状梯度复合材料将步骤三所得AlN/W‑Cu层状生坯,置于管式气氛炉中在H2气氛下进行烧结,制得AlN/W‑Cu层状梯度复合材料。
5.根据权利要求4所述的方法,其中,
所述钨盐选自偏钨酸盐或钨酸盐;
优选地,所述络合剂为选自柠檬酸、EDTA和乙酸中的一种或多种;
优选地,所述分散剂选自乙二醇、三乙醇胺,聚乙二醇和PVA中的一种或多种。
6.根据权利要求4或5所述的方法,其中,步骤一中所述的钨盐、络合剂和分散剂的质量比为10∶(1~3)∶(2~3);
优选地,所述钨盐的浓度为0.4~0.8mol/L;
优选地,在50~90℃的水浴下搅拌得到含钨的溶胶。
7.根据权利要求4或5所述的方法,其中,AlN的加入量与所述溶胶中的W元素的重量比为1∶(20~50),更优选1∶(25~45);
优选地,所述的AlN粉末的添加量为AlN/W‑Cu粉末混合料质量的1~10wt%。
8.根据权利要求4或5所述的方法,其中,在步骤二中,所述各层中的AlN/W‑Cu粉末混合料中Cu含量的变化范围为0wt%~
99wt%,优选为10wt%~50wt%;W含量的变化范围为0wt%~99wt%。
9.根据权利要求4或5所述的方法,其中,在步骤三中,所述AlN/W‑Cu层状生坯的层数范围为3~20层,相邻层之间Cu含量的梯度差值为5wt%~20wt%。
10.根据权利要求4或5所述的方法,其中,在步骤四中,所述AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的烧结温度为1300‑1600℃,烧结时间为
90‑180min,H2流量控制在2~2.5L/min。