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专利号: 2022114127604
申请人: 合肥工业大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-12-30
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种铜氧化钇复合材料的制备方法,其特征在于:包括如下步骤:(一)真空熔炼

‑3 

将熔点较高的钇置于铜锭之上,抽真空至6×10 Pa;引弧熔炼,熔炼过程中打开电磁搅拌,使钇在铜中均匀分布,最终得到铜钇合金,熔炼温度设置为1300 ℃,每次熔炼时间保持在5 min,反复熔炼4次;

(二)真空气雾化

‑3

将上述铜钇合金铸锭置于气雾化炉的真空熔炼炉中,抽真空至6×10 Pa,在真空条件下熔炼金属液从熔炼炉中浇注到中间包坩埚内,经过保温导入到高压气体雾化器中,最终由旋风分离器收集,经过筛分得到雾化Cu‑Y粉末;

(三)内氧化工艺

将上述雾化得到的Cu‑Y粉末置于陶瓷烧舟中,并置于马弗炉中,在空气气氛下进行内氧化,保温2h得到Cu‑Y2O3粉末,此时粉末内产生了少量的氧化铜;

(四)高温还原

将内氧化之后的粉末置于陶瓷烧舟中,并置于管式炉中,在高纯氢气气氛下进行还原,保温2h得到纯净的具有包覆结构的球形Cu‑Y2O3粉末;

(五)场辅助烧结:将纯净的Cu‑Y2O3粉末加入石墨模具中,并将模具置于放电等离子烧结腔内预压实后对炉腔进行真空处理,随后进行烧结,烧结结束后获得Cu‑Y2O3复合材料,具体烧结过程为:设定程序以100 ℃/min的升温速率升温至600℃保温5 min,再升温至900 ℃保温5 min,再以100 ℃/min的降温速率降到室温,烧结时预压力为10 MPa,最高压力为

50 Mpa。

2.如权利要求1所述一种铜氧化钇复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(一)中引弧电流100‑120 A,熔炼工作电流300A,工作电压为20 V。

3.如权利要求1所述一种铜氧化钇复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(二)中气雾化炉的型号为TJQWH‑50,为保证铜钇合金完全熔化,设置熔炼温度为1350‑1450 ℃。

4.如权利要求1所述一种铜氧化钇复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(二)中中间包温度为1150‑1250 ℃,保温时间为7‑9 min。

5.如权利要求1所述一种铜氧化钇复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(二)中雾化压力为3.5 MPa。

6.如权利要求1所述一种铜氧化钇复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(二)中为控制粉末粒径,设置导流管直径为5mm。

7.如权利要求1所述一种铜氧化钇复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(三)中马弗炉型号为KSL‑1200X,内氧化温度为100‑200℃。

8.如权利要求1所述一种铜氧化钇复合材料的制备方法,其特征在于:所述步骤(四)中管式炉型号为GSL‑1700X,还原温度为400‑600 ℃。