本發(fā)明涉及一種金屬基隔熱材料，具體涉及一種低膨脹、低密度的銅基隔熱材料及其制備方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，非金屬隔熱材料(比如纖維)在航空航天、民用等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛，但是非金屬隔熱材料剛度不高，可加工性差，往往無(wú)法滿足某些需要兼?zhèn)鋭偠?、隔熱性能、抗沖擊、低膨脹、輕質(zhì)、易加工等多重特性的應(yīng)用需求，金屬材料具備高強(qiáng)度和剛度，可加工性好，但也有其缺點(diǎn)，即密度大、隔熱性能差、熱膨脹系數(shù)大，沒(méi)有單一材料可以達(dá)到上述的應(yīng)用要求。
因此，開(kāi)發(fā)一種低膨脹、低密度的金屬基隔熱材料是當(dāng)前急需解決的問(wèn)題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
本發(fā)明的目的在于提供一種低膨脹系數(shù)、低密度、可加工性好、隔熱性好的金屬基復(fù)合材料。
為實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：
一種低膨脹、低密度的銅基隔熱材料的制備方法。包括以下制備過(guò)程：
(1)將水熱法或固相法制備出的負(fù)熱膨脹材料sc2w3o12粉末放入球磨罐，加入去離子水或乙醇，在球磨機(jī)中球磨后經(jīng)過(guò)離心、干燥得到納米級(jí)的sc2w3o12粉末。
(2)分別稱取不同比例的cu粉、石墨烯粉末、步驟(1)中所得到的納米級(jí)的sc2w3o12粉末放入干燥的球磨罐中，球磨混合均勻。
(3)取混合均勻的粉末放入石墨模具中，通過(guò)熱壓爐熱壓燒結(jié)。
步驟(1)中所述的球磨機(jī)是高能球磨機(jī)，轉(zhuǎn)速控制為360～400轉(zhuǎn)/分鐘，球磨時(shí)間控制在48～72h；干燥得到的sc2w3o12粉末的粒徑為100～200納米。
步驟(2)中所述的cu粉的粒徑為100nm，所占質(zhì)量百分比為60％，所述的石墨烯粉末是工業(yè)級(jí)高純石墨烯粉，所占質(zhì)量百分比為5％～15％，所述的納米級(jí)的sc2w3o12粉末所占質(zhì)量百分比為25％～35％。
步驟(3)中所述的熱壓燒結(jié)的條件為在真空或還原氣氛下燒結(jié)，燒結(jié)溫度控制為700～800℃，燒結(jié)保溫時(shí)間控制為2～3h，燒結(jié)過(guò)程中施加壓力控制在20～30mpa。
所制備材料的密度控制在4.1～4.8g/cm3，遠(yuǎn)小于純銅的密度8.9g/cm3，材料的熱膨脹系數(shù)控制在8～10×10-6/k。
所制備材料內(nèi)部形成大量的互不聯(lián)通的密閉氣孔，氣孔率控制在30～40％，材料的最小導(dǎo)熱系數(shù)為2.4w/mk，具體工藝參數(shù)見(jiàn)實(shí)施例。
本發(fā)明的有益效果：
(1)本發(fā)明所述銅基隔熱材料屬于金屬基材料，其剛度和抗沖擊性能好，此外，其導(dǎo)熱系數(shù)和密度都很小，熱膨脹系數(shù)低，具備低膨脹、輕質(zhì)、易加工特性，在航空航天、民用等領(lǐng)域有很好的應(yīng)用前景。
(2)本發(fā)明所述銅基隔熱材料采用一次性熱等靜壓成型，制備方法簡(jiǎn)單、易操作，制備出的銅基隔熱材料強(qiáng)度高。
附圖說(shuō)明
圖1是實(shí)施例所述60％cu35％sc2w3o125％石墨烯復(fù)合材料的熱膨脹曲線及線性擬合。
具體實(shí)施方式
實(shí)施例
原料：cu粉，質(zhì)量百分比60％；高純石墨烯粉，質(zhì)量百分比5％，納米級(jí)的sc2w3o12粉，質(zhì)量百分比35％。
取上述配比且混合均勻的粉末20g，填裝進(jìn)直徑為30mm的石墨模具，振動(dòng)壓實(shí)后放入熱壓燒結(jié)爐中，以10℃/min加熱至設(shè)定溫度700℃，在真空狀態(tài)保溫保壓2h，壓力保持30mpa，隨爐冷卻。
所得樣品經(jīng)檢測(cè)，密度僅為4.3g/cm3，僅為純cu密度的一半，熱導(dǎo)率僅為為2.4w/mk，熱膨脹曲線如圖1所示，經(jīng)過(guò)線性擬合計(jì)算得到25～300℃區(qū)間內(nèi)復(fù)合材料的平均熱膨脹系數(shù)為8.6×10-6k-1。