一种基于射流电沉积制备铜基复合材料的制备方法与流程

1.本发明涉及铜基复合材料制备技术领域，具体涉及了一种基于射流电沉积制备铜基复合材料的制备方法。


背景技术：

2.喷射沉积技术(sf)的原理是在惰性气体的保护下，将熔融金属或合金液破碎成细小金属熔滴(熔体的破碎方式可以是高压气体雾化，也可以是机械破碎，如机械离心雾化)，雾化的合金液滴在高压气体或离心力作用下，连续喷射到具有不同运动方式的衬底材料(金属基底、收集器)上，在基底沉积形成半凝固沉积层，依靠金属基底的热传导使沉积层不断地凝固形成较致密的预制坯料，预制坯料经热挤压或热锻等致密化工艺，则形成高致密度的金属实体。
3.喷射沉积工艺的一般原理是：熔融金属或合金在惰性气氛中借助高压惰性气体或机械离心雾化形成固液两相的颗粒喷射流，并直接喷到较冷基底上，产生撞击、粘接、凝固而形成沉积物，沉积物可以通过各种致密化加工得到性能优异的材料。
4.现有的铜基复合材料在生产时，现有的制备方法对设备的要求较高，并且效率较低，铜基复合材料表面的涂层易脱落，制备成本较高，因此，我们提出一种基于射流电沉积制备铜基复合材料的制备方法。


技术实现要素：

5.针对现有技术的不足，本发明提供一种基于射流电沉积制备铜基复合材料的制备方法，具备便于查询商品信息等优点，解决了难以对产品真假进行判断的问题。
6.一种基于射流电沉积制备铜基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
7.步骤一：制备电解液，将复合材料的粉末和增强剂粉末与基体溶液进行混合，使得复合材料的粉末增强剂粉末融入基体溶液中，形成电解液；
8.步骤二：将盛放有电解液的容器与射流设备连通，可以利用射流设备的射流原理将电解液从喷嘴高速喷出；
9.步骤三：铜基板表面处理，先对铜基板表面进行处理，处理的方式根据实际铜基板表面的情况，进行打磨、除油、酸洗和水洗中的一种或多种处理方式；
10.步骤四：铜基板定位，当铜基板的表面处理完成以后，将铜基板放置在加工平台上，然后进行固定，将电源的正负极分别与射流设备喷嘴内部的阳极和铜基板的阴极电性连接，然后开启电源；
11.步骤五：铜基复合材料的制备，根据所需要的铜基复合材料，利用射流设备的喷嘴将电解液从喷嘴高速喷到铜基板的表面，由于射流设备喷嘴内部的阳极和铜基板的阴极与电源电性连接，使得阴极铜基板的表面被电解液覆盖的区域产生电化学沉积，没有被电解液覆盖的区域不会产生电化学沉积；
12.步骤六：铜基复合材料取料，当铜基复合材料制备完成以后，利用冷却设备对制备
完成的铜基复合材料进行快速冷却，当铜基复合材料冷却以后，可以对铜基复合材料进行取料，然后将新的表面处理完成的铜基板再次固定在加工平台上，用于进行再一次的射流沉积；
13.步骤七：铜基复合材料的后期处理，当铜基复合材料取出以后，若铜基复合材料的表面出现不平整的情况，利用打磨设备可以对铜基复合材料的表面进行处理。
14.优选的，所述步骤一中的复合材料的粉末和增强剂粉末均设置为耐高温的材料，且复合材料的粉末和增强剂粉末均设置为可通电的材料。
15.优选的，所述步骤二中射流设备喷射电解液的速度设置为1-10m/s，且射流设备的喷嘴可以进行多方向移动，用于将电解液喷射在铜基板的表面，所述电解液设备和射流设备均安装在铜基板加工平台上。
16.优选的，所述铜基板加工平台上设置有打磨设备、除油设备、酸洗设备和水洗设备，用于对铜基板的表面进行打磨、除油、酸洗和水洗处理。
17.优选的，所述铜基板加工平台上安装有除尘设备，用于对所述打磨设备打磨出的粉尘进行清除，所述铜基板加工平台上安装有废液回收设备，用于对除油设备、酸洗设备和水洗设备产生的废液进行回收处理。
18.优选的，所述步骤四中的电源设置为蓄电池，所述蓄电池设置为铅酸蓄电池，电压12v，额定容量100ah。
19.优选的，所述铜基板加工平台上安装有铜基板定位设备，所述步骤五中的铜基板在进行射流沉积之前通过所述定位设备对铜基板进行加持固定。
20.优选的，所述冷却设备固定安装于铜基板加工平台上，所述冷却设备设置为散热风扇，所述散热风扇与所述定位设备对应设置，且散热风扇的吹风角度可以进行调节，用于对制备完成的铜基复合材料进行冷却。
21.优选的，所述步骤七中的打磨设备与步骤三中对铜基板表面进行打磨处理的设备为同一打磨设备。
22.与现有技术相比，本发明的有益效果如下：
23.1、本发明通过利用射流电沉积的方式制备铜基复合材料，由于阴极铜基板的表面被电解液覆盖的区域可以产生电化学沉积，没有被电解液覆盖的区域不会产生电化学沉积，使得本发明方法具有较好的选择性，因为射流的高速搅拌，可以很大程度的提升电流密度，使得沉积塑料比较快，从而使得铜基复合材料在制备时，具有选择性、高效率、易控制和成本低等优点；
24.2、本发明通过在加工平台上设置有打磨设备、除油设备、酸洗设备和水洗设备，可以对铜基板的表面进行预处理，可以根据铜基板实际的表面情况，对铜基板进行打磨、除油、酸洗和水洗中的一种或多种处理，便于后期制备铜基复合材料，并且当铜基复合材料制备完成以后，若铜基复合材料的表面出现不平整的情况，还可以利用打磨设备可以对铜基复合材料的表面进行处理，不需要后期对铜基复合材料进行处理；
25.3、本发明通过在加工平台上设置有除尘设备和废液回收设备，利用除尘设备可以对打磨设备打磨出的粉尘进行清除，利用废液回收设备可以对除油设备、酸洗设备和水洗设备产生的废液进行回收处理；
26.4、本发明通过在加工平台上设置有冷却设备，由于刚制备完成的铜基复合材料表
面温度较高，利用冷却设备可以对制备完成的铜基复合材料进行快速冷却，当铜基复合材料冷却以后，便于对铜基复合材料进行取料，一定程度上提高了铜基复合材料的生产效率。
附图说明
27.此处所说明的附图用来提供对本技术的进一步理解，构成本技术的一部分，本技术的示意性实施例及其说明用于解释本技术，并不构成对本技术的不当限定。在附图中：
28.图1为本发明制备铜基复合材料的方法工艺流程图。
具体实施方式
29.以下将以图式揭露本发明的多个实施方式，为明确说明起见，许多实务上的细节将在以下叙述中一并说明。然而，应了解到，这些实务上的细节不应用以限制本发明。也就是说，在本发明的部分实施方式中，这些实务上的细节是非必要的。此外，为简化图式起见，一些习知惯用的结构与组件在图式中将以简单的示意的方式绘示之。
30.另外，在本发明中如涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，并非特别指称次序或顺位的意思，亦非用以限定本发明，其仅仅是为了区别以相同技术用语描述的组件或操作而已，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
31.请参阅图1，本发明的一种基于射流电沉积制备铜基复合材料的制备方法，包括如下步骤：
32.步骤一：制备电解液，将复合材料的粉末和增强剂粉末与基体溶液进行混合，使得复合材料的粉末增强剂粉末融入基体溶液中，形成电解液；
33.其中步骤一中的复合材料的粉末和增强剂粉末均设置为耐高温的材料，且复合材料的粉末增强剂粉末均设置为可通电的材料，用于制备铜基复合材料；
34.步骤二：将盛放有电解液的容器与射流设备连通，可以利用射流设备的射流原理将电解液从喷嘴高速喷出；
35.其中步骤二中射流设备喷射电解液的速度设置为1-10m/s，且射流设备的喷嘴可以进行多方向移动，用于将电解液喷射在铜基板的表面，电解液设备和射流设备均安装在铜基板加工平台上，射流设备的喷嘴可以进行多方向移动，便于将电解液喷射在铜基板的表面，具体的喷射电解液的速度可根据实际情况进行调节；
36.步骤三：铜基板表面处理，先对铜基板表面进行处理，处理的方式根据实际铜基板表面的情况，进行打磨、除油、酸洗和水洗中的一种或多种处理方式；
37.其中铜基板加工平台上设置有打磨设备、除油设备、酸洗设备和水洗设备，用于对铜基板的表面进行打磨、除油、酸洗和水洗处理，铜基板加工平台上安装有除尘设备，用于对打磨设备打磨出的粉尘进行清除，铜基板加工平台上安装有废液回收设备，用于对除油设备、酸洗设备和水洗设备产生的废液进行回收处理；
38.步骤四：铜基板定位，当铜基板的表面处理完成以后，将铜基板放置在加工平台
上，然后进行固定，将电源的正负极分别与射流设备喷嘴内部的阳极和铜基板的阴极电性连接，然后开启电源；
39.其中步骤四中的电源设置为蓄电池，蓄电池设置为铅酸蓄电池，电压12v，额定容量100ah；
40.步骤五：铜基复合材料的制备，根据所需要的铜基复合材料，利用射流设备的喷嘴将电解液从喷嘴高速喷到铜基板的表面，由于射流设备喷嘴内部的阳极和铜基板的阴极与电源电性连接，使得阴极铜基板的表面被电解液覆盖的区域产生电化学沉积，没有被电解液覆盖的区域不会产生电化学沉积；
41.其中铜基板加工平台上安装有铜基板定位设备，步骤五中的铜基板在进行射流沉积之前通过定位设备对铜基板进行加持固定；
42.步骤六：铜基复合材料取料，当铜基复合材料制备完成以后，利用冷却设备对制备完成的铜基复合材料进行快速冷却，当铜基复合材料冷却以后，可以对铜基复合材料进行取料，然后将新的表面处理完成的铜基板再次固定在加工平台上，用于进行再一次的射流沉积；
43.其中冷却设备固定安装于铜基板加工平台上，冷却设备设置为散热风扇，散热风扇与定位设备对应设置，且散热风扇的吹风角度可以进行调节，用于对制备完成的铜基复合材料进行冷却；
44.步骤七：铜基复合材料的后期处理，当铜基复合材料取出以后，若铜基复合材料的表面出现不平整的情况，利用打磨设备可以对铜基复合材料的表面进行处理；
45.其中步骤七中的打磨设备与步骤三中对铜基板表面进行打磨处理的设备为同一打磨设备。
46.本发明具体提出的铜基复合材料制作方法为，步骤一、制备电解液，步骤二、电解液容器和射流设备的安装，步骤三、铜基板表面处理，步骤四、铜基板定位和通电，步骤五、铜基复合材料的制备，步骤六、铜基复合材料取料，步骤七、铜基复合材料的后期处理，利用射流电沉积的方式制备铜基复合材料，由于阴极铜基板的表面被电解液覆盖的区域可以产生电化学沉积，没有被电解液覆盖的区域不会产生电化学沉积，使得本发明方法具有较好的选择性，因为射流的高速搅拌，可以很大程度的提升电流密度，使得沉积塑料比较快，从而使得铜基复合材料在制备时，具有选择性、高效率、易控制和成本低等优点。
47.以上所述仅为本发明的实施方式而已，并不用于限制本发明。对于本领域技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原理的内所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包括在本发明的权利要求范围之内。