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%;W的含量为
0wt%~99wt%;Cu含量为0wt%~99wt%,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,所述AlN/W‑Cu层状梯度复合材料是通过包括如下步骤的方法制备的: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。
2.根据权利要求1所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料,其中,AlN的含量为2wt%~6wt%;W的含量为50wt%‑90wt%;Cu含量为10wt%~50wt%。
3.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。
4.根据权利要求3所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料,其中,相邻层之间的Cu含量的梯度差值为5wt%~20wt%。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的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。
6.根据权利要求5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致密度为95%以上;
所述AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的热导率为240~300W/(m·K)。
7.根据权利要求5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致密度为96%以上;
所述AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的热导率为250~290W/(m·K)。
8.一种制备根据权利要求1至7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。
9.根据权利要求8所述的制备所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的方法,其中,所述钨盐选自偏钨酸盐或钨酸盐。
10.根据权利要求9所述的制备所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料方法,其中,所述络合剂为选自柠檬酸、EDTA和乙酸中的一种或多种;
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。
11.根据权利要求9或10所述的制备所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的方法,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);
所述钨盐的浓度为0.4~0.8mol/L;
在50~90℃的水浴下搅拌得到含钨的溶胶。
12.根据权利要求9或10所述的制备所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的方法,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);
所述的AlN粉末的添加量为AlN/W‑Cu粉末混合料质量的1~10wt%。
13.根据权利要求12所述的制备所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的方法,其中,AlN的加入量与所述溶胶中的W元素的重量比为1∶(25~45)。
14.根据权利要求9或10所述的制备所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的方法,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%;W含量的变化范围为0wt%~99wt%。
15.根据权利要求14所述的制备所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的方法,其中,所述各层中的AlN/W‑Cu粉末混合料中Cu含量的变化范围为10wt%~50wt%。
16.根据权利要求9或10所述的制备所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的方法,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%。
17.根据权利要求9或10所述的制备所述的AlN/W‑Cu层状梯度复合材料的方法,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。