论-复合材料法制备高强高导铜材料的研究

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高强高导铜合金关键制备加工技术开发及应用

高强高导铜合金关键制备加工技术开发及应用概述高强高导铜合金是一种具有优异材料性能的工程材料，具有高强度和高导热性能的特点，因此在许多领域都有重要的应用。

本文将全面探讨高强高导铜合金的关键制备加工技术开发及应用，包括原材料选择、合金熔铸、加热处理、热压变形等方面。

原材料选择1.纯铜选择：选择高纯度的铜作为基础材料，以确保合金的纯度和性能。

2.添加元素选择：添加适量的合金元素，如锡、镍、锌等，以提高合金的强度和导热性能。

合金熔铸1.原料预处理：对选定的原材料进行预处理，包括熔炼、除杂和精炼等过程。

2.熔炼方式选择：采用电磁感应熔炼、真空熔炼或氩气保护熔炼等方法，确保合金熔池的纯净度和均匀性。

3.浇注方式选取：采用等静压浇注或连续铸造等方式，以获得高质量的合金坯料。

加热处理1.固溶处理：将铜合金加热至适当温度进行固溶处理，以使各元素均匀溶解。

2.冷却方式选择：选用适当的冷却方式，如水淬、油淬等，以控制合金的晶粒尺寸和组织结构。

热压变形1.热压设备选择：选择适当的热压设备，如热压机或热轧机等。

2.热压工艺参数优化：通过调整温度、应变速率等参数，优化热压工艺，以获得理想的力学性能和导热性能。

3.热处理工艺选择：对热压后的合金进行适当热处理，以进一步提高材料性能。

应用领域高强高导铜合金具有优异的性能，广泛应用于以下领域： 1. 电力领域：用于制造电线电缆、电机和变压器等电力设备，提高能源传输效率。

2. 电子领域：用于制造半导体器件、散热器和导热模块等，提高电子设备的性能和稳定性。

3. 汽车领域：用于制造汽车发动机部件、散热器和制动器等，提高汽车的性能和可靠性。

结论高强高导铜合金的关键制备加工技术开发及应用对于提高材料性能和推动相关领域的发展具有重要意义。

通过合理选择原材料、优化合金熔铸过程、控制加热处理条件和热压变形工艺，可以获得具有高强度和高导热性能的铜合金材料。

这些材料在电力、电子和汽车领域等多个领域都有广泛的应用前景，将为相关行业的发展做出积极贡献。

一种高强高导铜银合金材料及其制备方法[发明专利]

专利名称：一种高强高导铜银合金材料及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：于立鹏,马贤锋,刘建伟
申请号：CN201911368587.0
申请日：20191226
公开号：CN111101008A
公开日：
20200505
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明涉及金属材料技术领域，尤其涉及高强高导铜银合金材料及其制备方法。

本发明的目的在于提供一种高强高导铜银合金材料及其制备方法，其中高强高导铜银合金材料的制备方法，包括：步骤S1：将铜粉和银粉在球磨罐中球磨成纳米粉体，其中，银粉的含量大于0小于等于1wt.％，其余为铜粉；步骤S2：将所述纳米粉体压制成型，得到坯体；步骤S3：将所述坯体在350～550℃条件下进行烧结0～3min，得到铜银合金材料。

本发明通过添加较少的银粉实现成型铜银合金材料的高电导率，通过较低的烧结温度控制烧结过程中晶粒的生长，从而使铜银合金材料保持较高强度，并且该铜银合金材料的制备工艺简单，无熔炼过程，节能环保，性能优异。

申请人：浙江杭机新型合金材料有限公司
地址：311100 浙江省杭州市余杭区仓前街道龙潭路16号3幢416室
国籍：CN
代理机构：杭州创智卓英知识产权代理事务所(普通合伙)
代理人：张迪
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高强高导铜合金关键制备加工技术开发及应用

高强高导铜合金关键制备加工技术开发及应用高强高导铜合金是一种重要的高科技材料，在现代工业生产中发挥着重要作用。

为了满足市场需求，开发出高强高导铜合金关键制备加工技术变得尤为重要。

本文将介绍高强高导铜合金的特点、制备加工技术以及应用领域。

一、高强高导铜合金的特点高强高导铜合金是由铜、铝、锰、镁、锆等多种元素组成的合金材料。

它具有良好的导电性、导热性、机械性能和耐腐蚀性能，同时还具有良好的可加工性和焊接性，是一种理想的材料。

该材料常用于制造高速列车、飞机、卫星等高要求的工业设备。

二、高强高导铜合金的制备加工技术高强高导铜合金的制备加工技术是关键的环节，直接影响着该材料的性能和质量。

常用的制备加工技术包括热轧、冷轧、挤压、拉伸、锻造等工艺。

1. 热轧工艺热轧工艺是将高强高导铜合金加热至一定温度，然后在辊式轧机上进行轧制。

该工艺具有简单、成本低、生产效率高的特点。

但是，容易产生表面缺陷，对材料的内部结构也有影响。

2. 冷轧工艺冷轧工艺是将高强高导铜合金在室温下进行轧制。

与热轧相比，冷轧工艺可以更好地控制材料的结构和性能，但是生产效率低，成本高。

3. 挤压工艺挤压工艺是将高强高导铜合金加热至一定温度，然后通过挤压机进行挤压成型。

该工艺可以制造出高精度、高质量的材料，但是成本高，适用范围有限。

4. 拉伸工艺拉伸工艺是将高强高导铜合金加热至一定温度，然后通过拉伸机进行拉伸成型。

该工艺可以制造出高强度、高韧性的材料，但是成本高，适用范围有限。

5. 锻造工艺锻造工艺是将高强高导铜合金加热至一定温度，然后通过锻造机进行锻造成型。

该工艺可以制造出高强度、高韧性、高耐磨性的材料，但是成本高，适用范围有限。

三、高强高导铜合金的应用领域高强高导铜合金具有优异的性能和广泛的应用前景。

它常用于制造高速列车、飞机、卫星等高要求的工业设备。

同时，它也被广泛应用于电子、通信、航空航天等领域。

例如，高强高导铜合金被用于制造半导体物理实验设备、高温超导材料、高速计算机芯片等。

碳化物弥散强化铜基复合材料的研究

碳化物弥散强化铜基复合材料的研究一、本文概述随着材料科学技术的快速发展，铜基复合材料作为一种重要的工程材料，在航空航天、电子、能源、汽车等领域的应用日益广泛。

碳化物弥散强化铜基复合材料作为铜基复合材料的一种，凭借其优异的力学性能、导电导热性能以及良好的加工性能，成为了材料科学研究领域的热点之一。

本文旨在深入研究碳化物弥散强化铜基复合材料的制备工艺、组织结构与性能之间的关系，探讨其强化机制，为优化材料的性能和应用领域提供理论依据。

文章首先综述了国内外关于碳化物弥散强化铜基复合材料的研究现状和发展趋势，然后从材料的制备工艺出发，详细分析了碳化物的种类、形貌、尺寸及其在铜基体中的分布状态对复合材料性能的影响。

接着，文章通过实验和理论分析，深入探讨了碳化物弥散强化铜基复合材料的强化机制，包括细晶强化、位错强化、弥散强化等。

文章总结了研究成果，指出了研究中存在的问题和未来的发展方向，为碳化物弥散强化铜基复合材料的进一步研究和应用提供了参考。

二、碳化物弥散强化铜基复合材料的制备碳化物弥散强化铜基复合材料是一种通过引入碳化物颗粒来增强铜基体性能的新型复合材料。

其制备过程涉及到原料选择、粉末冶金、热处理和后期加工等多个环节，下面将详细介绍这一过程。

原料的选择是制备碳化物弥散强化铜基复合材料的关键。

一般来说，铜基体材料选用高纯度电解铜粉，以保证基体材料的优良导电性和塑性。

而碳化物增强相则可以根据需要选择如碳化硅（SiC）、碳化钛（TiC）等具有高硬度、高热稳定性的碳化物粉末。

接下来是粉末冶金过程，包括混合、压制和烧结等步骤。

在混合阶段，将铜粉和碳化物粉末按一定比例混合均匀，同时加入适量的成形剂和润滑剂，以提高压制过程中的成形性和烧结过程中的流动性。

混合后的粉末经过压制成型，形成所需形状的生坯。

然后在一定的温度和压力下进行烧结，使生坯中的粉末颗粒相互扩散和结合，形成致密的复合材料。

热处理是制备过程中的重要环节，其目的是消除材料内部的残余应力、提高材料的致密性和力学性能。

高导热金刚石Cu复合材料研究进展

高导热金刚石Cu复合材料研究进展
高导热金刚石/铜（Diamond/Copper）复合材料是一种具有高导热性能的材料，由金刚石颗粒和铜基体组成。

这种复合材料结合了金刚石的优异导热性和铜的良好导电性，具有广泛的应用前景。

以下是关于高导热金刚石/铜复合材料研究的一些进展：
1. 制备技术：制备高导热金刚石/铜复合材料的主要方法包括电化学沉积法、热压法、高压高温法和黏结剂法等。

这些方法可以在金刚石颗粒和铜基体之间形成牢固的结合，并实现优异的导热性能。

2. 导热性能：高导热金刚石/铜复合材料具有出色的导热性能，可以达到甚至超过单晶金刚石。

金刚石颗粒的高导热性能和铜基体的良好导电性使这种复合材料能够有效传导热量，具有广泛的热管理应用潜力。

3. 界面热阻：金刚石颗粒和铜基体之间的界面热阻是影响高导热金刚石/铜复合材料导热性能的重要因素。

研究者通过界面改性、介入层和界面强化等方法来减小界面热阻，以提高导热性能。

4. 织构控制：研究者通过优化工艺和添加适当的添加剂，以控制金刚石颗粒在铜基体中的分布和方向，从而改善复合材料的导热性能。

例如，添加剂可以调节金刚石颗粒的尺寸、形状和分散性，以实现更均匀的导热路径。

5. 应用领域：高导热金刚石/铜复合材料在热管理领域有广泛的应用前景，例如半导体封装材料、电子器件散热器、高功率电子器件、激光器冷却器和热电模块等。

总体而言，高导热金刚石/铜复合材料的研究一直是一个活跃的领域。

通过不断优化制备工艺和界面控制技术，希望能够进一步提高复合材料的导热性能，扩大其在热管理应用中的应用范围和效果。

一种高强度导电铜合金及其制备方法[发明专利]

专利名称：一种高强度导电铜合金及其制备方法专利类型：发明专利
发明人：席生岐,郑良栋,孙崇锋,党晓凤,周赟
申请号：CN201510939030.3
申请日：20151214
公开号：CN105506327A
公开日：
20160420
专利内容由知识产权出版社提供
摘要：本发明提供了一种高强度导电铜合金及其制备方法，将钼粉和铬粉均匀混合后研磨，干燥研磨产物，得到合金化Cr(Mo)粉末；再将合金化Cr(Mo)粉末和铜粉均匀混合后研磨，干燥研磨产物，得到合金化Cu(Mo,Cr)粉末；将合金化Cu(Mo,Cr)粉末真空退火后再热压烧结，冷却至室温即可得到高强度导电铜合金。

本发明使用的合金元素简单且价格相对低廉，制备工艺简单，操作方便，其核心步骤包括机械合金化制粉、粉末退火和粉末烧结，将机械合金化粉末烧结成块材，得到高强度导电铜合金。

本发明制备的高强度导电铜合金在保持较好导电性的同时具有优异的力学性能，达到了高强中导铜合金的要求，能够满足特殊场合的使用需求。

申请人：西安交通大学
地址：710049 陕西省西安市碑林区咸宁西路28号
国籍：CN
代理机构：西安通大专利代理有限责任公司
代理人：岳培华
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金刚石_铜复合材料的制备及其性能研究

太原理工大学硕士研究生学位论文金刚石/铜复合材料的制备及其性能研究摘要随着电子元器件电路集成规模日益提高，电路工作产生的热量也相应升高，对与集成电路芯片膨胀系数相匹配的封装材料的热导率提出了更高的要求。

本论文以制备高热导率封装材料为目的，以金刚石颗粒、Cu粉、CuTi合金粉末和W靶材作为原材料，分别利用放电等离子体烧结工艺、无压渗透工艺以及金刚石表面镀W后放电等离子体烧结制备Cu/金刚石复合材料，利用X射线衍射分析仪(XRD)研究材料成分、采用扫描电子显微镜(SEM)观察复合材料的组织特征，并且采用激光闪射热导率测试仪测试了复合材料的热导率，着重研究了材料成分对Cu/金刚石复合材料热导率的影响。

本文首先采用无压渗透法制备Cu-Ti/金刚石复合材料。

首先将酚醛树脂和金刚石颗粒混合压制并置于真空烧结炉内800℃碳化处理得到孔隙度为50%的金刚石压坯。

然后将Cu粉和一定质量分数的Ti粉进行均匀混合后对碳化后的金刚石预制体进行包埋熔渗，冷却后得到Cu-Ti/金刚石复合材料。

实验结果表明，当Ti含量低于10wt%时，Cu合金液不能自发渗入多孔金刚石预制体中。

当Ti含量大于10wt%时，Cu-Ti/金刚石复合材料中存在界面层。

随着Ti含量的增加，Cu-Ti/金刚石复合材料致密度从83.2%逐渐增大至89.4%，金刚石颗粒与Cu基体之间的界面层厚度从0.8µm逐渐增大至4µm。

随着基体中Ti含量的增加，复合材料的热导率先增大后减小。

当Ti的质量太原理工大学硕士研究生学位论文分数为15%时，Cu/金刚石复合材料的热导率达到最大值为298W/ (m·K)。

采用扩散不匹配模型对复合材料的理论卡皮查热阻进行理论估算，将所得结果带入Hasselman-Johnson模型对不同Ti含量下制备的Cu-Ti/金刚石复合材料的理论热导率进行计算可知，当Ti含量为15wt%时，复合材料的实际热导率可以达到理论热导率的82%。

高导热金属基复合材料的制备与研究进展

高导热金属基复合材料的制备与研究进展摘要：随着电子器件芯片功率的不断提高，对散热材料的热物理性能提出了更高的要求。

将高导热、低膨胀的增强相和高导热的金属进行复合得到的金属基复合材料，能够兼顾高的热导率和可调控的热膨胀系数，是理想的散热材料。

本文对以 Si、 SiCp、金刚石、鳞片石墨为增强相的铜基及铝基复合材料的研究进展进行了总结，并就金属基复合材料目前存在的问题及未来的研究方向进行了展望。

关键词：制备；研究进展；金属复合材料提升相和基体原材料的润滑性对复合材料的热性能有很大影响。

除此之外，基体中加强相的趋向和分布、复合材料的相组成和微观结构也会影响到原材料的导热系数。

为了防止复合材料中加强相分别不匀、趋向不匀等问题造成导热系数降低，在挑选复合材料制备方式时，应充分考虑各种方法的优缺点，并完善相关工艺指标，就可以获得导热系数最理想的金属基复合材料。

现阶段，铜基和铝基复合材料的制备技术大概可以分为固相法和液相法两类。

固相法有热压烧结法、高温高压烧结法和等离子放电烧结法等，液相法有搅拌铸造法和熔渗法等。

一、热压烧结法热压是制备复合材料传统的方式，主要加工工艺是将基体与加强相粉末混合匀称，然后放入磨具中增加工作压力，除气后升温至固相线环境温度下，在空气、真空泵及保护气中致密化，产生复合材料。

热压烧结法是金属基复合材料的重要制备方式，此方法的优势是生产出的复合金属质量稳定，加强相和金属粉占比可调。

可是，缺陷非常明显，烧结必须使用磨具，无法制备外观繁杂、尺寸大的金属基复合材料，且工艺成本高。

Goryuk 研发了电子元件基材使用于SiC/Al复合材料的压合工艺流程之中，通过隔热保温时间与压力对SiC/Al复合材料相对密度和导热系数产生的影响。

通过Goryuk的研究最佳的制备参数为：烧结环境温度700摄氏度、烧结工作压力20 MPa、隔热保温时长1 h、保护气为N2。

选用该加工工艺所得到的复合材料导热系数为240 W m-1K-1。

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究的重点，其用途也更加广泛例如高强高导引线框架材料、高速列车用接触导线等。然后现实是铜材料在
强度和导电率两者之间是互相矛盾的，即材料提升强度
度为１０００ＭＰａ和导电率为８０％ＩＡＣＳ。这两个例子虽然性能都较为优异，但是制备工艺还不成熟，不能实现大批量制备。所以在复合材料介：姚辉（１９８７．１０一），男，硕士，工程师，研究方向：金属基复合材料。
第６期
复合材料法制备高强高导铜材料的研究
・１２９・
耐磨性能提升的同时，复合材料的导电率却保持和纯铜
相当。王耐艳等通过往ｃｕ一｜ｒｉ熔液中通入Ｂ２０３和碳
现代工业的飞速发展对铜基导电材料的综合性能提出了更高的要求。解决铜材料在具备高导电率的同时还拥有高强度是未来研究的关键。复合材料法正好迎合了这一思路，在改善基体力学性能的同时，还不明显降低铜材料的导电性能。合理选择制备工艺生产出综合性能满足要求的产品，也将成为今后重要的研究课题。
ｏｕｔｔｈａｔｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｍａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄｂｙｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｅｔｈｏｄｉｓｔｈｅｆｕ — ｔｕｒｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｔｒｅｎｄ．Ｗｅｓｈｏｕｌｄｃｈｏｏｓｅｔｈｅｐｒｅｐａｒａｔｉｏｎｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓｒｅａｓｏｎａｂｌｙａｃｃｏｒｄｉｎｇｔｏｃｏｍｐｒｅｈｅｎｓｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｙｏｆｍａｔｅｒｉａ１．
的综合性能，合理选择制备工艺。
关键词：复合材料法；高强高导；铜中图分类号：ＴＢ３３３文献标识码：Ａ文章编号：１００３ — ５１６８（２０１５）０６ — ０１２５ — ５
ＲｅｓｅａｒｃｈＰｒｏｇｒｅｓｓｏｎＣｏｐｐｅｒＭａｔｅｒｉａｌｗｉｔｈＨｉｇｈＳｔｒｅｎｇｔｈａｎｄＨｉｇｈ
具高强度和高导电两种性能的铜合金材料才是未来研
大变形引入Ｎｂ纤维制备得到Ｃｕ一２０％Ｎｂ复合材料，其抗拉强度达到了２０００ＭＰａ。日本也通过大变形辅助热处
理工艺，制备得到Ｃｕ一１６％Ａｇ纤维增强复合材料，抗拉强
很多工作要做。本文对复合材料法制备高强高导铜材料进行综述，指出了复合材料法制备高强高导复合材料是
未来发展的趋势，需根据材料所要求的综合性能，合理选择制备工艺。
和导电性能最为优异的案例，但是仅限于实验室级别的
收稿日期：２０１５ — ５ — ４
热加工工艺，２００３，４：２９ — ３３．
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［１６］ＳｚａｂｌｅｗｓｋｉＪ，ＨａｉｍａｎｔＲ．Ｈｅａｔ — ｍｅｃｈａｎｉｃａｌｔｒｅａｔｍｅｎｔ
（ＳｔａｔｅＧｒｉｄＥｌｅｃｔｒｉｃＰｃｗｅｒＲｅｓｅａｒｃｈｌｎｓｔｉｔｕｔｅＷｕｈａｎＮａｒｉＣ０．Ｌｔｄ．ＷｕｈａｎＨ１１ｂｅｉ４３００７０２）
粉，发生原位反应，制备得到ＴｉＢ：一Ｃｕ复合材料，通过调整
反应温度和反应时间来控制ＴｉＢ：在铜基体中的数量、尺寸及分布。通过表征看出增强相弥散分布于基体中，且
二者之间的界面清晰。
３结论
合材料的显微结构［Ｊ］．铸造，１９９８（１）：８－１１．［１３］宋云芳，张修庆．反应球磨制备ＴｉＣ／Ｃｕ复合材料［Ｊ］．
参考文献：
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ｔｅｎｓｉｌｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＣｕＣｒＺｒａｌｌｏｙａｔｆｅｒｈｏｔｉｓｏｓｔａｔｉｃｐｒｅｓｓｉｎｇｌＪＪ．
程技术领域不可缺少的材料ｎ。随着近年来工业技术
制备。
高强高导铜材料的有效制备途径之一是复合材料
法，通过向基体中引入颗粒、晶须或纤维增强体，而获得
强度较高综合性能好的铜基复合材料。如Ｂｅｖｋ等通过
的高速发展，传统的铜材料已经难以满足性能要求。兼
Ｋｅｙｗｏｒｄｓｌｃｏｍｐｏｓｉｔｅｍｅｔｈｏｄ；ｈｉｇｈｓｔｒｅｎｇｔｈａｎｄｈｉｇｈｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ；ｃｏｐｐｅｒ
铜材料导电和导热性好，在具有良好的耐蚀性能的同时拥有较高的强度、耐磨性和优异的塑形，是现代工
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姚辉王利民蔡炜何卫汤超陈胜男
武汉４３００７０）（国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司，湖北
摘
要：本文分析了高强高导铜材料的应用和研究现状，综述了高强高导铜基复合材料的分类和主要制备方法
并分析了制备方法的优缺点，指．出了复合材料法制备高强高导复合材料是未来发展的趋势，需根据材料所要求
ＣｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙＭａｎｕｆａｃｔｕｒｅｄｂｙＣｏｍｐｏｓｉｔｅＭｅｔｈｏｄ
ＹａｏＨｕｉＷａｎｇＬｉｍｉｎＣａｉＷｅｉＨｅＷｅｉＴａｎｇＣｈａ０ＣｈｅｎＳｈｅｎｇｎａｎ
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