一种碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115354181A(43)申请公布日2022.11.18(21)申请号202210888028.8C22C9/00(2006.01)(22)申请日2022.07.26C01B32/16(2017.01)B82Y40/00(2011.01)(71)申请人昆明理工大学地址650093云南省昆明市五华区学府路253号(72)发明人鲍瑞李兆杰易健宏(74)专利代理机构昆明人从众知识产权代理有限公司53204专利代理师李晓亚(51)Int.Cl.C22C1/05(2006.01)B22F9/22(2006.01)B22F1/12(2022.01)B22F3/105(2006.01)B22F3/14(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法(57)摘要本发明公开一种碳纳米管增强铜基复合材料的方法，使用分子级共混法将聚吡咯管与铜粉复合，然后煅烧使聚吡咯管碳化成碳纳米管，随炉冷却后将复合粉末在还原性气体中还原，然后放电等离子烧结，得到碳纳米管增强铜基复合材料；本发明实现了碳纳米管在铜基体中的均匀分散，使碳纳米管与铜之间形成良好的界面结合，得到的复合材料相比于纯铜，综合性能有较大提升，并且制备工艺简单、生产成本低、适合大规模生产。CN115354181ACN115354181A权利要求书1/1页1.一种碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于，具体包括以下步骤：(1)将聚吡咯管与乙酸铜一水合物溶液通过分子级共混的方法进行复合，经过洗涤、过滤、真空干燥得到聚吡咯/氧化亚铜粉末；(2)步骤(1)的聚吡咯/氧化亚铜粉末进行煅烧，得到碳纳米管/氧化亚铜复合粉末；(3)步骤(2)的碳纳米管/氧化亚铜复合粉末在还原气氛下退火处理，得到碳纳米管/铜复合粉末；(4)步骤(3)得到的碳纳米管/铜复合粉末进行放电等离子烧结，得到碳纳米管/铜复合材料。2.根据权利要求1所述碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)聚吡咯管的制备方法如下：将无水氯化铁和甲基橙溶解于去离子水中，再滴入吡咯，混合溶液加热至30～80℃保温并磁力搅拌12～36h，将悬浮液抽滤，使用去离子水洗涤至滤液呈无色中性，冷冻干燥得到黑色粉末状聚吡咯管。3.根据权利要求2所述碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：甲基橙、无水氯化铁、吡咯的摩尔比为1:11～15:11～15。4.根据权利要求2所述碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：冷冻干燥的真空度小于1Pa，温度为‑60℃～‑40℃，时间为12～30h。5.根据权利要求1所述碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)分子级共混的方法是：将30～32g乙酸铜一水合物溶于1200mL去离子水中，加入0.15～0.25g聚吡咯管，磁力搅拌至充分混合，混合溶液水浴加热至65～85℃，再加入50～60mL浓度为8mol/L的氢氧化钠溶液，继续搅拌加热5～15min，加入50～60mL浓度为4mol/L的葡萄糖溶液，搅拌加热至混合物呈砖红色时停止。6.根据权利要求1所述碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(1)中真空干燥的温度为60～75℃，干燥时间为6～18h。7.根据权利要求1所述碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(2)煅烧是在真空条件或者氮气环境下进行，煅烧温度为750～900℃，升温速率为5～50℃/S，时间为5～10h。8.根据权利要求1所述碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(3)还原性气氛是氢气与氮气或氩气任意比例混合得到；退火温度为280～300℃，退火时间为240～330min。9.根据权利要求1所述碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：步骤(4)放电等离子烧结温度为650～800℃，升温速率为50～150℃/min，保温时间为5～10min，压力为10～80MPa。2CN115354181A说明书1/5页一种碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法技术领域[0001]本发明涉及了一种碳纳米管增强铜基复合材料的制备方法，属于复合材料制备技术领域。背景技术[0002]铜由于其良好的导电导热性，耐腐蚀性以及易加工等优点而被广泛应用于电子器件和工程结构领域。然而，随着现代工业的快速发展以及人类不断增长的需求，对铜的需求不仅仅停留在高导电导热，对它的强度也提出了更多的需求。因此，研究制备不影响基体本身导电、导热性能，且具有较高强度的铜基复合材料具有重要的科学研究意义和实际应用价值。碳纳米管具有独特的纳米管状结构，具有出色的力学性能、高导电导热。但现有制备碳纳米管方法生产成本高、生产程序复杂、在商业应用方面发展的相当缓