一种添加富勒烯或富勒烯碳粉的铜基纳米材料制备方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111172420A(43)申请公布日2020.05.19(21)申请号201811461369.7B22F9/22(2006.01)(22)申请日2018.12.02B01D1/18(2006.01)(71)申请人苏州大德碳纳米科技有限公司地址215123江苏省苏州市工业园区金鸡湖大道99号苏州纳米城西北区06幢503室申请人内蒙古碳谷科技有限公司(72)发明人托洛奇科·奥列格科里佐娃·塔季扬娜鲍勃蕾妮娜·伊丽莎白科贝赫诺·伊利亚张永春马腾娇徐云飞(51)Int.Cl.C22C1/10(2006.01)C22C1/05(2006.01)C22C9/00(2006.01)权利要求书1页说明书3页附图2页(54)发明名称一种添加富勒烯或富勒烯碳粉的铜基纳米材料制备方法(57)摘要本发明提出了一种用于制备含有富勒烯的铜基纳米复合材料的方法，包括通过含富勒烯的悬浮液和硝酸铜的水溶液共喷雾干燥制备粉末复合材料，将硝酸铜热分解为氧化物，在氢气气氛中还原氧化铜至金属铜，然后通过热压压实复合材料。该方法可以改善富勒烯分布的均匀性并使杂质最小化，并确保纳米复合材料的机械性能和热物理性能的各向同性。CN111172420ACN111172420A权利要求书1/1页1.一种获得富勒烯强化铜基纳米复合材料的方法，包括制备0.25-5macc.%富勒烯（或富勒烯混合物或富勒烯碳粉）的悬浮液，在添加和不添加表面活性剂情况下，通过超声波和/或磁力搅拌器搅拌，硝酸铜水溶液至20macc.%，联合喷雾干燥使用BUCHI公司的SprayDryB-290设备，在20-160℃下，溶液流速为5至20ml/min，从而形成由硝酸铜和富勒烯（或富勒烯混合物或富勒烯碳粉）组成的原始粉末，在350-450℃温度下，经30-120分钟将硝酸铜和富勒烯（或富勒烯混合物或富勒烯碳粉）热分解为氧化铜，再在400-600℃温度下，在氢气环境中经30-120分钟将氧化铜还原为金属铜，在650-850℃和300-500MPa的温度下通过热压制备致密材料，且如有必要，可随后热轧或挤压。2.根据权利要求1所述的方法获得的铜基纳米复合材料富勒烯含量为1-20vol％，且确保纳米复合材料的机械和热物理性质的各向同性。2CN111172420A说明书1/3页一种添加富勒烯或富勒烯碳粉的铜基纳米材料制备方法技术领域[0001]本发明涉及粉末冶金领域，具体涉及各种形状的金属-碳复合材料及其零件的制造，可用于电气工程，汽车，造船，飞机制造等行业。[0002]本发明的技术结果是通过喷雾干燥水溶液，制备含有1-20vt.％富勒烯、富勒烯混合物或富勒烯碳粉的铜基功能复合材料，具有强度，耐磨性，硬度和高导热性大大提高的特性。具体而言，这些材料可以用于制造传输电能的结构中的电触头。背景技术[0003]已知一种制备含有富勒烯和铜的超硬复合材料的方法（2014年6月20日的专利RU2012152827A），包括高压和高温对起始组合物的影响，其特征在于主要组分是含有C60富勒烯的碳，添加剂为导热和粘合组分，选自元素周期表中1Va族的元素和/或它们与铜的合金。[0004]已知一种用于制造复合金属基质和碳作为增强组分的方法（2010年5月27日的专利RU2536847C2），碳的形式为纳米管，纳米纤维，石墨烯，富勒烯，薄片或金刚石，其特征在于，将至少一种组分通过热喷涂喷涂到基材上，并从以下选择附加增强组分：碳化钨，碳化钨，钴，氧化钴，氧化铜，氧化银，氮化钛，铬，镍，硼，碳化硼，因瓦合金，可伐合金，铌，钼，氧化铝，氮化硅，碳化硅，氧化硅，钨酸锆和氧化锆。[0005]已知一种制备（RU2635488C1）富勒体增强复合金属基质材料的方法，其特征在于通过富勒烯的机械活化制备金属粉末（包括铜）和富勒烯的混合物，然后压实。[0006]已知一种从具有纳米尺寸增强颗粒（包括富勒烯）的复合金属基质材料（两种金属或合金）制得（RU2485196C1）产品的方法，包括在一定时间内（时长由经验决定）通过将含有基质材料颗粒和尺寸为0.7-100nm体积分数为0.1-50vt.％的增强纳米颗粒的混合物机械合金化制备复合材料颗粒。[0007]已知一种用于制备铜-碳复合材料的方法（CN106424713），其通过在碳纳米结构上沉积薄镍涂层而在界面处改善其粘附性。该方法的实质在于通过化学沉积在碳材料的表面上依次沉积镍和铜涂层，之后在低压下在真空中烧结材料。[0008]已知另一种通过在碳纤维上化学沉积铜来制备（CN103726305B）复合材料的方法，其中通过方法（CN101665997A）获得的纤维用作基质。在该方法中，为了改善铜-碳界面处的键合，在铜还原之前需要耗时且费力的