一种Cu₅₀Zr₄₀Ti₁₀块体非晶合金复合材料及其制备工艺的制作方法

专利名称：一种Cu₅₀Zr₄₀Ti₁₀块体非晶合金复合材料及其制备工艺的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种Cu5ciZiVriici块体非晶合金复合材料及其制备工艺。
背景技术：
Cu基块体非晶合金由于具有优异的力学性能、耐摩擦磨损和腐蚀性能，有望成为新型的功能与结构材料。但是，块体非晶合金的室温塑性变形几乎为0，并且其导电和导热性能远远差于相应成分的晶态合金，导致其应用范围受到极大的限制。制备块体非晶合金复合材料是解决上述问题的重要方法。碳纳米管具有极高的强度、高的导电和导热性能，若能将碳纳米管与Cu基非晶合金进行复合，能够获得在电学、热学以及力学等综合性能优异的块体非晶合金复合材料。

发明内容
本发明的目的在于提供一种强度高、导电和导热性能高的碳纳米管增强的 Cu5c^r4ciTiici块体非晶合金复合材料及其制备工艺。本发明的目的是通过下述技术方案实现的一种Cu5ciZr4ciTiici块体非晶合金复合材料，其特征在于由球形Cu5Jr4ciTiici非晶合金粉末和多壁碳纳米管热压成型而成，上述各组分的重量比为(5. 91 5. 997) (0. 003 0. 09)。所述多壁碳纳米管的外径>50 nm,长度20 μ m,纯度>95 wt%。上述Cu5ciZr4Jiici块体非晶合金复合材料的制备工艺，包括如下步骤⑴按照重量比为(5. 91 5. 997) (0. 003 0. 09)称取粒径小于50 μ m的球形Cu5tlZr4ciTiltl非晶合金粉末以及外径大于50 nm、长度为20 μ m、纯度大于95 wt%的多壁碳纳米管；⑵将粉末混合均勻后倒入Crl2MoV金属模具的型腔内；⑶用油压机在150 MPa的压力下对粉末进行预压成型；⑷用加热套以10 tlCAiin的升温速率将模具加热到380 ；( 用油压机在450 MPa的压力下对混合粉末进行热压成型。本发明制成的块体非晶合金复合材料产品分别用扫描电子显微镜(SEM)分析粉末的结合情况、用阿基米德法测定试样的密度(P )、用激光闪光法测定试样的热导率、用万能试验机测定试样的力学性能。本发明制成的碳纳米管增强的Cu5tlZr4tlT i 1(|块体非晶合金复合材料的密度为 6. 30 6. 83 g/cm3、热导率为 2. 15 3. 32 Wrn^T1、抗压强度为 236. 8 1057. 0 MPa、应变极限为2. 1 10. 0 %。。
具体实施例方式下面根据具体实施例对本发明作进一步说明 实施例1
用天平称取粒径小于50 μ m的球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末5. 997g、外径大于50 nm、长度为20 μ m、纯度大于95 wt%的碳纳米管0. 003g，将非晶合金粉末和碳纳米管混合均勻后放入Crl2MoV金属模具的型腔中，在150MPa的压力下进行预压成型后，用加热套以 10°C/min的升温速率将模具加热到380°C，然后以450MPa的压力进行热压成型，获得密度为 6. 83g/cm3、热导率为3. SOWnTt1、抗压强度为1057. OMPa、应变极限为10. 0%的块体非晶合金复合材料。实施例2
用天平称取粒径小于50 μ m的球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末5. 964g、外径大于50 nm、长度为20 μ m、纯度大于95 wt%的碳纳米管0. 036g，将非晶合金粉末和碳纳米管混合均勻后放入Crl2MoV金属模具的型腔中，在150MPa的压力下进行预压成型后，用加热套以 10°C/min的升温速率将模具加热到380°C，然后以450MPa的压力进行热压成型，获得密度为 6. 50g/cm3、热导率为3. SZWn^K-1、抗压强度为597. IMPa、应变极限为8. 9%的块体非晶合金复合材料。实施例3
用天平称取粒径小于50 ym的球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末5. 94g、外径大于50 nm、长度为20 μ m、纯度大于95 wt%的碳纳米管0. 06g，将非晶合金粉末和碳纳米管混合均勻后放入Crl2MoV金属模具的型腔中，在150MPa的压力下进行预压成型后，用加热套以 10°C/min的升温速率将模具加热到380°C，然后以450MPa的压力进行热压成型，获得密度为 6. 40g/cm3、热导率为2. lSWnTl·1、抗压强度为观0. 3MPa、应变极限为2. 1%的块体非晶合金复合材料。实施例4
用天平称取粒径小于50 ym的球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末5. 91g、外径大于50 nm、长度为20 μ m、纯度大于95 wt%的碳纳米管0. 09g，将非晶合金粉末和碳纳米管混合均勻后放入Crl2MoV金属模具的型腔中，在150MPa的压力下进行预压成型后，用加热套以 10°C/min的升温速率将模具加热到380°C，然后以450MPa的压力进行热压成型，获得密度为 6. 30g/cm3、热导率为2. lSWnTl·1、抗压强度为236. 8MPa、应变极限为2. 9%的块体非晶合金复合材料。
权利要求
1.一种Cu5(1Zi~4(1Ti1(1块体非晶合金复合材料，其特征在于由球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末和多壁碳纳米管热压成型而成，上述各组分的重量比为(5. 91 5. 997) (0. 003 0. 09)。
2.根据权利要求1所述的块体非晶合金复合材料，其特征在于所述多壁碳纳米管外径 >50 nm,长度 20 μ m,纯度 >95 wt%。
3.—种权利要求1所述的块体非晶合金复合材料的制备工艺，其特征在于包括如下步骤⑴按照重量比为(5. 91 5. 997) :(0. 003 0.09)称取粒径小于50 μπι的球形 Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末以及外径大于50 nm、长度为20 μ m、纯度大于95 wt%的多壁碳纳米管；⑵将粉末混合均勻后倒入Crl2MoV金属模具的型腔内；⑶用油压机在150 MPa的压力下对粉末进行预压成型；⑷用加热套以10 tlCAiin的升温速率将模具加热到380 ；( 用油压机在450 MPa的压力下对混合粉末进行热压成型。
全文摘要
本发明公开了一种Cu50Zr40Ti10块体非晶合金复合材料及其制备工艺，由球形Cu50Zr40Ti10非晶合金粉末和多壁碳纳米管热压成型而成，上述各组分的重量比为(5.91～5.997)(0.003～0.09)。本发明碳纳米管增强的Cu50Zr40Ti10块体非晶合金复合材料的密度为6.30～6.83g/cm3、热导率为2.15～3.32Wm-1K-1、抗压强度为236.8～1057.0MPa、应变极限为2.1～10.0%。
文档编号C22C49/14GK102517524SQ20121000579
公开日2012年6月27日 申请日期2012年1月10日 优先权日2012年1月10日
发明者刘咏, 周果君, 安伟科, 李小松, 熊翔, 罗云, 蔡安辉 申请人:湖南理工学院