一种紫铜颗粒增强镁基复合材料及其制备方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115287513A(43)申请公布日2022.11.04(21)申请号202210944371.X(22)申请日2022.08.06(71)申请人刘满全地址710086陕西省西安市西咸新区沣东新城能源金融产业园(72)发明人卢贤文范玲玲郭旭张钰雯茜权高峰(74)专利代理机构北京深川专利代理事务所(普通合伙)16058专利代理师郑凯(51)Int.Cl.C22C23/00(2006.01)C22C1/04(2006.01)权利要求书1页说明书5页附图2页(54)发明名称一种紫铜颗粒增强镁基复合材料及其制备方法(57)摘要本发明公开了一种紫铜颗粒增强镁基复合材料及其制备方法，具体涉及镁基复合材料领域，包括原料按重量百分比计包括纯镁或镁合金基体90wt％‑97.5wt％和Cu辅材2.5wt％‑10wt％。本发明制备的紫铜颗粒增强镁基复合材料，发挥出了紫Cu的高导热、高模量等特性，避免了合金化带来的缺陷，同时采用>40微米级球形紫Cu颗粒，克服了传统陶瓷颗粒与纤维、晶须增强镁基复合材料的低导热缺陷，以及在室温250±50℃温度室温至温成型，属于低温度制备和加工变形，可以避免Mg‑Cu发生化学反应生成化合物，并有效节约能源，降低成本，有效提高了复合材料的物理性能和力学性能，同时保留了镁轻质与高导热特性，拓宽了其作为功能‑结构材料的应用领域。CN115287513ACN115287513A权利要求书1/1页1.一种紫铜颗粒增强镁基复合材料，其特征在于：原料按重量百分比计包括镁基体90wt％‑97.5wt％和Cu辅材2.5wt％‑10wt％，其中Cu辅材是以颗粒形式存在的紫Cu，且镁基体的粒径为2.5‑100μm，紫Cu颗粒直径在40‑200μm(±10μm)，紫Cu颗粒为粗晶粒或单晶体颗粒，且均匀分布在镁基体中；镁基体设置为镁或镁合金。2.根据权利要求1所述的一种紫铜颗粒增强镁基复合材料，其特征在于：原料按重量百分比计包括镁基体92.5wt％和Cu辅材7.5wt％。3.根据权利要求1所述的一种紫铜颗粒增强镁基复合材料，其特征在于：所述紫Cu颗粒设置为高纯度的粗颗粒或单晶体颗粒，Cu含量≥99.90％。4.根据权利要求3所述的一种紫铜颗粒增强镁基复合材料，其特征在于：所述Cu颗粒设置为球形颗粒、近球形颗粒或者等轴状颗粒。5.根据权利要求4所述的一种紫铜颗粒增强镁基复合材料，其特征在于：所述Cu颗粒设置为由非球磨法制得的颗粒，或者是虽然经由球磨混料法制得，但是经过了充分再结晶退火后的颗粒。6.一种用于制备权利要求1‑5任意一项所述的紫铜颗粒增强镁基复合材料的方法，其特征在于，具体加工步骤如下：S1、原料混合；S1.1：按比例准备纯Mg粉末和紫Cu颗粒粉末将装入球磨罐中，并向球磨罐内充入氩气进行保护；S1.2：将步骤S1.1中研磨完成的Mg/Cu粉末使用行星式球磨机进行混料，得到Mg/Cu复合粉末；S2、冷压成型：将步骤S1.2中混匀后的Mg/Cu复合粉末装入模具中，采用液压机将粉末缓慢加压至650MPa后冷压成型，保压10min；S3、烧结：以360℃的温度烧结45min，烧结过程中氩气氛围保护，得到复合材料；S4、热压：将烧结后的复合材料在液压机上进行热压，施加压力为440MPa，保压10min，得到复合材料坯料；S5、热挤压：将步骤S4中得到的复合材料坯料在210℃的温度下进行热挤压，挤压比为20:1，最后得到Φ10mm棒状镁铜复合材料。7.根据权利要求6所述的一种紫铜颗粒增强镁基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S1.2中行星式球磨机混料条件设置为转速为150rpm，时间为1h。8.根据权利要求6所述的一种紫铜颗粒增强镁基复合材料的制备方法，其特征在于：所述步骤S2和步骤S4中使用的液压机均设置为200吨立式液压机。2CN115287513A说明书1/5页一种紫铜颗粒增强镁基复合材料及其制备方法技术领域[0001]本发明涉及镁基复合材料技术领域，更具体地说，本发明涉及一种紫铜颗粒增强镁基复合材料及其制备方法。背景技术[0002]镁与镁合金是目前为止密度最小的金属结构材料，约为1.7‑1.8g/cm3，不仅如此，镁还拥有优异的导热性能，纯镁的热导率为156W/(m·k)，目前常用的散热材料为铜及铜合金，铝及铝合金，镁及镁合金，然而铜、铝合金的密度却都比镁更高，镁的密度约为铜的1/5，铝的2/3，为了适应目前电子3C产品对轻质量的追求，镁因其低密度的特性作为散热材料具有独特的优势。[0003]当前关于高功能性镁合金和镁基复合材料的研发主要有两种思路：(1)传统的合金化思路。比如为了获得高导热性能镁合金，就将具有极高导热性能的银(Ag)、铜(Cu)等金属，按照合金化方式，