一种多元假合金复合材料及其制备方法和应用与流程

本发明属于金属复合材料技术领域，具体涉及一种多元假合金复合材料及其制备方法和应用。

背景技术：

假合金，指组成的合金的各个元素间不发生相互化学反应，只是机械地复合在一起。二元假合金，如铜钨假合金，因其同时具备铜高的导电性、高导热率、低的接触电阻以及钨的高熔点、高硬度、低的热膨胀系数等性能在航空航天、核能工程、机械制造和电子元器件等领域中有着广阔的应用前景。

cn107584127a公开了一种二元假合金与含过渡金属的合金之间界面结合的方法及结合件，该方法先在预设压力下将二元假合金和含过渡金属的合金压合在一起，以形成压合件，然后将压合件在预设温度下进行烧结，以使二元假合金中熔点较低的金属元素发生迁移，并扩散至二元假合金与含过渡金属的合金之间的界面中，以使得所述熔点较低的金属元素与所述含过渡金属的合金中的金属元素形成固溶体。cn105543780b公开了一种超硬刀具表面复合硬质涂层及其制备方法，该发明从刀具基体表面向外依次为假合金ab结合层、功能层和减磨层，其中假合金ab结合层是在真空条件下在刀具基体表面物理气相沉积导电性好的假合金ab形成，a、b分别选自元素周期表第ⅳb、ⅴb、ⅵb组天然金属元素，且a≠b，该发明通过对聚晶立方氮化硼或聚晶金刚石刀具基体做导电处理，在其表面渗透导电性良好的ⅳb、ⅴb、ⅵb族二元假合金，形成的假合金结合层与刀具基体和功能层均具有良好的亲和性和相容性，能显著增强基体与功能层间的结合力，提高刀具的切削性能并延长其使用寿命。cn104384737b公开了一种铜钨假合金与不锈钢异型件的液固连接方法，该方法先通过酸洗去除不锈钢表面的钝化膜，将铜钨假合金的表面腐蚀为多孔，然后在铜钨假合金与不锈钢之间放置一层非晶/细晶低铬铜薄带，一同放置于石墨坩埚中在微机程控高温烧结炉中进行熔接。

综上，目前常见的假合金复合材料主要是2种金属元素的合金复合材料，一方面，只含2种金属元素的合金复合材料，只能实现2种金属的性能综合效果，使用领域窄；另一方面，现有的假合金复合材料，制备方法较复杂。

技术实现要素：

为解决现有技术中，二元假合金复合材料使用领域窄、应用范围受局限的问题，本发明的目的之一是提供一种多元假合金复合材料。

本发明的目的之二是提供上述多元假合金复合材料的制备方法。

本发明的目的之三是提供上述多元假合金复合材料的应用。

为实现上述目的，本发明采用以下技术方案：

一种多元假合金复合材料，所述多元假合金复合材料包括

第一金属、第二金属和第三金属，所述第一金属的熔点大于所述第二金属的熔点，所述第二金属的熔点大于所述第三金属的熔点；

优选地，所述第一金属、第二金属和第三金属分别形成第一金属层、第二金属层和第三金属层，所述第一金属层被所述第二金属层和第三金属层所包裹。

进一步优选地，所述第二金属层与所述第三金属层相邻设置。

进一步优选地，所述第二金属层设置于所述多元假合金复合材料中部，所述第三金属层设置于所述第二金属层两侧。

进一步优选地，所述第三金属层设置于所述多元假合金复合材料中部，所述第二金属层设置于所述第三金属层两侧。

优选地，所述第一金属包括钨、钼和镍中的至少一种。

优选地，所述第二金属包括铜和银中的至少一种。

优选地，所述第三金属包括铝和镁中的至少一种。

上述多元假合金复合材料的制备方法，步骤包括：

(1)将第一金属粉末加压成型后得到内部含有孔隙的第一金属层坯体；

(2)分别将第二金属和第三金属熔化，浸渗入步骤(1)的第一金属层坯体中

步骤(1)中，考虑到模具会损伤，压力≤10吨/cm²为宜，虽然大于限定值不会造成坯体内部孔隙消失，但压力太大，模具可能会开裂炸开，影响坯体成型效果，降低作业安全性；

上述多元假合金复合材料在电子封装产品中的应用。

本发明的有益效果

1、本发明的多元假合金复合材料，以第一金属为坯体，可以根据目的需要，灵活设置第二金属和第三金属的分布位置，可供组合的结构形式多样；

2、本发明的多元假合金复合材料，致密性较好，各金属间并不发生化学反应，可以综合利用多个金属的性能特点，除具备3种金属的原有特性外，复合材料产生的综合性能可以满足更大领域的应用；

3、本发明所提供的多元假合金复合材料的制备方法，工艺步骤简单，条件不苛刻，利于推广应用。

附图说明

图1是第二金属层与第三金属层相邻设置的多元假合金复合材料的结构示意图。

图2是是第二金属层与第三金属层相邻设置的多元假合金复合材料的制备流程示意图。

图3是第二金属层位于第三金属层两侧的多元假合金复合材料的结构示意图。

图4是第二金属层位于第三金属层两侧的多元假合金复合材料的制备流程示意图。

图5是第三金属层位于第二金属层两侧的多元假合金复合材料的结构示意图。

图6是第三金属层位于第二金属层两侧的多元假合金复合材料的制备流程示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例，并结合附图说明对本发明的技术方案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

实施例1

一种多元假合金复合材料，所述多元假合金复合材料包括第一金属、第二金属和第三金属，所述第一金属的熔点大于所述第二金属的熔点，所述第二金属的熔点大于所述第三金属的熔点；

所述第一金属、第二金属和第三金属分别形成第一金属层1、第二金属层2和第三金属层3，所述第一金属层1被所述第二金属层2和第三金属层3所包裹。

所述第二金属层2与所述第三金属层3相邻设置，如图1所示。

制备方法为：

(1)将第一金属加压成型后得到第一金属层坯体；

(2)先熔渗少量第二金属，冷却后，第二金属层即固化在第一金属层坯体中，再熔渗第三金属，将第二金属层未填充完全的区域填充完全，即得图1所示多元假合金复合材料，制备流程如图2所示。

实施例2

一种多元假合金复合材料，所述多元假合金复合材料包括第一金属、第二金属和第三金属，所述第一金属的熔点大于所述第二金属的熔点，所述第二金属的熔点大于所述第三金属的熔点；

所述第一金属、第二金属和第三金属分别形成第一金属层1、第二金属层2和第三金属层3，所述第一金属层1被所述第二金属层2和第三金属层3所包裹。

所述第三金属层3设置于所述多元假合金复合材料中部，所述第二金属层2设置于所述第三金属层3两侧，如图3所示。

制备方法为：

(1)将第一金属粉末加压成型后得到第一金属层坯体；

(2)向步骤(1)得到的坯体中先熔渗少量第二金属，得到熔渗了少量第二金属的坯体；

(3)将两块步骤(2)得到的坯体，未熔渗第二金属粉末的一面相邻摆放，在两块坯体之间，进一步熔渗第三金属，即得图2所示多元假合金复合材料，该复合材料上、下区为第二金属层包覆着第一金属层，中间区为第三金属层包覆着第一金属层，制备流程如图4所示。

实施例3

一种多元假合金复合材料，所述多元假合金复合材料包括第一金属、第二金属和第三金属，所述第一金属的熔点大于所述第二金属的熔点，所述第二金属的熔点大于所述第三金属的熔点；

所述第一金属、第二金属和第三金属分别形成第一金属层1、第二金属层2和第三金属层3，所述第一金属层1被所述第二金属层2和第三金属层3所包裹。

所述第二金属层2设置于所述多元假合金复合材料中部，所述第三金属层3设置于所述第二金属层2两侧，如图5所示。

制备方法为：

(1)将第一金属粉末加压成型后得到第一金属层坯体；

(2)将步骤(1)得到的两块第一金属坯体叠放，并在中间部位先熔渗少量第二金属，得到中间部位熔渗了少量第二金属的坯体，此时的坯体的外表面尚未熔渗任何金属；

(3)将步骤(2)得到的坯体，在其上下外表面进一步熔渗第三金属，即得图5所示多元假合金复合材料，该复合材料上、下区为第三金属层包覆着第一金属层，中间区为第二金属层包覆着第一金属层，制备流程如图6所示。