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专利号: 2023104659430
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:

1.一种面向电真空器件的Cu‑Y‑Ti铜基复合材料的制备方法,其特征在于:原料为气雾化Cu‑Ti合金粉末与纯Y粉末,其质量分数百分比构成分别为:Cu‑Ti 99%,Y 1%,所述Cu‑Y‑Ti铜基复合材料的制备方法包括如下步骤:S1、气雾化制粉

将铜钛合金铸锭置于真空感应熔炼炉的气雾化坩埚中,金属液流经保温坩埚,由喷嘴通过高压气流将金属液雾化为细小的液滴,其中喷嘴的开口朝着支撑架上的用于收集合金粉末的石英管,再经过筛选分离得到气雾化Cu‑Ti合金粉末;

S2、改性分散

将纯Y粉末置于烧杯中,向烧杯添加改性液50mL,搅拌并超声2‑4小时,再将S1中得到的气雾化Cu‑Ti合金粉末添加到烧杯中,继续超声1‑3小时获得悬浮液,将获得的悬浮液干燥得到前驱体,并将获得的前驱体在研钵中充分研磨,得到Cu‑Y‑Ti复合粉末;

S3、氢气热还原

将S2制得的Cu‑Y‑Ti合金化粉末在高温管式炉氢气气氛下热还原,温度从室温升至550℃~600℃保温2~4小时,升温速率为10℃/min;再降至500℃后随炉冷却,降温速率为10℃/min;

S4、等离子活化烧结

将S3得到的Cu‑Y‑Ti合金化粉末装入组装好的石墨模具中,再将模具放入放电等离子烧结炉中的托盘上,预压并插入测温热电偶,关闭炉门,室温下启动抽真空程序一直到炉腔温度降至室温结束,设置烧结温度与压力工艺曲线,在升温阶段,先以100℃/min的升温速率升温至600℃并保温5min,再以100℃/min的升温速率升温至900℃并保温 5min;在降温阶段,保温结束后以100℃/min的降温速率降至室温;

S5、固溶时效处理

将S4得到的烧结后的Cu‑Y‑Ti复合材料块体置于烧舟中,放入高温箱式炉中,设定热处理工艺:先固溶处理,温度从室温以10℃/min的升温速率升温至950℃并保温1h,随后立即取出水淬;再时效处理,温度从室温以10℃/min的升温速率升温至350℃~450℃并保温2h;

随后随炉冷却至室温取出,即得到固溶时效处理后的Cu‑Y‑Ti复合材料块体。

2.如权利要求1所述一种面向电真空器件的Cu‑Y‑Ti铜基复合材料的制备方法,其特征在于:所述S1中真空感应熔炼炉的熔炼温度为1650℃~1700℃,保温坩埚的温度为900℃~

1200℃,高温合金气雾化制粉设备型号为VIGA‑25。

3.如权利要求1所述一种面向电真空器件的Cu‑Y‑Ti铜基复合材料的制备方法,所述S2中的改性液的制备方法为将甲基丙烯酸、丙烯酸搅拌混合,其中甲基丙烯酸和丙烯酸的体积比为3:2。

4.如权利要求1所述一种面向电真空器件的Cu‑Y‑Ti铜基复合材料的制备方法,所述S2中纯Y粉末的纯度≥99.9%,粒径为0.5μm。

5.如权利要求1所述一种面向电真空器件的Cu‑Y‑Ti铜基复合材料的制备方法,所述S3中氢气热还原处理的高温管式炉型号为GSL‑1200X。

6.如权利要求1所述一种面向电真空器件的Cu‑Y‑Ti铜基复合材料的制备方法,所述S4中放电等离子烧结的烧结炉型号为LaboxTM 300,烧结温度为900℃,烧结时间为5min,其中在600℃保温5min是为了排除含有的气体,终压压强为50MPa。

7.如权利要求1所述一种面向电真空器件的Cu‑Y‑Ti铜基复合材料的制备方法,所述S4中石墨模具直径为20mm。

8.如权利要求1所述一种面向电真空器件的Cu‑Y‑Ti铜基复合材料的制备方法,所述S5中固溶时效处理的高温箱式炉的型号为KSL‑1700X‑S(UL)。