專利名稱：一種Cu₅₀Zr₄₀Ti₁₀塊體非晶合金復(fù)合材料及其制備工藝的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種Cu5ciZiVriici塊體非晶合金復(fù)合材料及其制備工藝。
背景技術(shù)：
Cu基塊體非晶合金由于具有優(yōu)異的力學(xué)性能、耐摩擦磨損和腐蝕性能，有望成為新型的功能與結(jié)構(gòu)材料。但是，塊體非晶合金的室溫塑性變形幾乎為0，并且其導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能遠(yuǎn)遠(yuǎn)差于相應(yīng)成分的晶態(tài)合金，導(dǎo)致其應(yīng)用范圍受到極大的限制。制備塊體非晶合金復(fù)合材料是解決上述問題的重要方法。碳納米管具有極高的強度、高的導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能，若能將碳納米管與Cu基非晶合金進行復(fù)合，能夠獲得在電學(xué)、熱學(xué)以及力學(xué)等綜合性能優(yōu)異的塊體非晶合金復(fù)合材料。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種強度高、導(dǎo)電和導(dǎo)熱性能高的碳納米管增強的 Cu5c^r4ciTiici塊體非晶合金復(fù)合材料及其制備工藝。本發(fā)明的目的是通過下述技術(shù)方案實現(xiàn)的一種Cu5ciZr4ciTiici塊體非晶合金復(fù)合材料，其特征在于由球形Cu5Jr4ciTiici非晶合金粉末和多壁碳納米管熱壓成型而成，上述各組分的重量比為(5. 91 5. 997) (0. 003 0. 09)。所述多壁碳納米管的外徑>50 nm,長度20 μ m,純度>95 wt%。上述Cu5ciZr4Jiici塊體非晶合金復(fù)合材料的制備工藝，包括如下步驟⑴按照重量比為(5. 91 5. 997) (0. 003 0. 09)稱取粒徑小于50 μ m的球形Cu5tlZr4ciTiltl非晶合金粉末以及外徑大于50 nm、長度為20 μ m、純度大于95 wt%的多壁碳納米管；⑵將粉末混合均勻后倒入Crl2MoV金屬模具的型腔內(nèi)；⑶用油壓機在150 MPa的壓力下對粉末進行預(yù)壓成型；⑷用加熱套以10 tlCAiin的升溫速率將模具加熱到380 ；( 用油壓機在450 MPa的壓力下對混合粉末進行熱壓成型。本發(fā)明制成的塊體非晶合金復(fù)合材料產(chǎn)品分別用掃描電子顯微鏡(SEM)分析粉末的結(jié)合情況、用阿基米德法測定試樣的密度(P )、用激光閃光法測定試樣的熱導(dǎo)率、用萬能試驗機測定試樣的力學(xué)性能。本發(fā)明制成的碳納米管增強的Cu5tlZr4tlT i 1(|塊體非晶合金復(fù)合材料的密度為 6. 30 6. 83 g/cm3、熱導(dǎo)率為 2. 15 3. 32 Wrn^T1、抗壓強度為 236. 8 1057. 0 MPa、應(yīng)變極限為2. 1 10. 0 %。。
具體實施例方式下面根據(jù)具體實施例對本發(fā)明作進一步說明 實施例1
用天平稱取粒徑小于50 μ m的球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末5. 997g、外徑大于50 nm、長度為20 μ m、純度大于95 wt%的碳納米管0. 003g，將非晶合金粉末和碳納米管混合均勻后放入Crl2MoV金屬模具的型腔中，在150MPa的壓力下進行預(yù)壓成型后，用加熱套以 10°C/min的升溫速率將模具加熱到380°C，然后以450MPa的壓力進行熱壓成型，獲得密度為 6. 83g/cm3、熱導(dǎo)率為3. SOWnTt1、抗壓強度為1057. OMPa、應(yīng)變極限為10. 0%的塊體非晶合金復(fù)合材料。實施例2
用天平稱取粒徑小于50 μ m的球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末5. 964g、外徑大于50 nm、長度為20 μ m、純度大于95 wt%的碳納米管0. 036g，將非晶合金粉末和碳納米管混合均勻后放入Crl2MoV金屬模具的型腔中，在150MPa的壓力下進行預(yù)壓成型后，用加熱套以 10°C/min的升溫速率將模具加熱到380°C，然后以450MPa的壓力進行熱壓成型，獲得密度為 6. 50g/cm3、熱導(dǎo)率為3. SZWn^K-1、抗壓強度為597. IMPa、應(yīng)變極限為8. 9%的塊體非晶合金復(fù)合材料。實施例3
用天平稱取粒徑小于50 ym的球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末5. 94g、外徑大于50 nm、長度為20 μ m、純度大于95 wt%的碳納米管0. 06g，將非晶合金粉末和碳納米管混合均勻后放入Crl2MoV金屬模具的型腔中，在150MPa的壓力下進行預(yù)壓成型后，用加熱套以 10°C/min的升溫速率將模具加熱到380°C，然后以450MPa的壓力進行熱壓成型，獲得密度為 6. 40g/cm3、熱導(dǎo)率為2. lSWnTl·1、抗壓強度為觀0. 3MPa、應(yīng)變極限為2. 1%的塊體非晶合金復(fù)合材料。實施例4
用天平稱取粒徑小于50 ym的球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末5. 91g、外徑大于50 nm、長度為20 μ m、純度大于95 wt%的碳納米管0. 09g，將非晶合金粉末和碳納米管混合均勻后放入Crl2MoV金屬模具的型腔中，在150MPa的壓力下進行預(yù)壓成型后，用加熱套以 10°C/min的升溫速率將模具加熱到380°C，然后以450MPa的壓力進行熱壓成型，獲得密度為 6. 30g/cm3、熱導(dǎo)率為2. lSWnTl·1、抗壓強度為236. 8MPa、應(yīng)變極限為2. 9%的塊體非晶合金復(fù)合材料。
權(quán)利要求
1.一種Cu5(1Zi~4(1Ti1(1塊體非晶合金復(fù)合材料，其特征在于由球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末和多壁碳納米管熱壓成型而成，上述各組分的重量比為(5. 91 5. 997) (0. 003 0. 09)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的塊體非晶合金復(fù)合材料，其特征在于所述多壁碳納米管外徑 >50 nm,長度 20 μ m,純度 >95 wt%。
3.—種權(quán)利要求1所述的塊體非晶合金復(fù)合材料的制備工藝，其特征在于包括如下步驟⑴按照重量比為(5. 91 5. 997) :(0. 003 0.09)稱取粒徑小于50 μπι的球形 Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末以及外徑大于50 nm、長度為20 μ m、純度大于95 wt%的多壁碳納米管；⑵將粉末混合均勻后倒入Crl2MoV金屬模具的型腔內(nèi)；⑶用油壓機在150 MPa的壓力下對粉末進行預(yù)壓成型；⑷用加熱套以10 tlCAiin的升溫速率將模具加熱到380 ；( 用油壓機在450 MPa的壓力下對混合粉末進行熱壓成型。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種Cu50Zr40Ti10塊體非晶合金復(fù)合材料及其制備工藝，由球形Cu50Zr40Ti10非晶合金粉末和多壁碳納米管熱壓成型而成，上述各組分的重量比為(5.91～5.997)(0.003～0.09)。本發(fā)明碳納米管增強的Cu50Zr40Ti10塊體非晶合金復(fù)合材料的密度為6.30～6.83g/cm3、熱導(dǎo)率為2.15～3.32Wm-1K-1、抗壓強度為236.8～1057.0MPa、應(yīng)變極限為2.1～10.0%。
文檔編號C22C49/14GK102517524SQ20121000579
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月10日 優(yōu)先權(quán)日2012年1月10日
發(fā)明者劉詠, 周果君, 安偉科, 李小松, 熊翔, 羅云, 蔡安輝 申請人:湖南理工學(xué)院