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专利号: 2014108415120
申请人: 中南大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 冶金;黑色或有色金属合金;合金或有色金属的处理
更新日期:2026-03-16
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.一种纳米W-Cu复合块体材料的制备方法,包括以下步骤:第一步:高浓度浆料配制

将有机单体和交联剂按体积比20~100:1混合后,加蒸馏水配制成质量浓度为10~

35wt%的预混液;

按设计的钨铜质量比,分别称取三氧化钨和氧化铜粉末,将称取的粉末加入预混液中,同时添加占粉末质量1~2.5wt. %的分散剂,配制成浆料;所述分散剂为聚乙烯吡络烷酮或柠檬酸铵;

纳米W-Cu复合块体材料中W与Cu的质量比为:W:Cu=90:10~70:30;

第二步:注模浆料制备

将第一步所得浆料依次进行一级球磨与二级球磨;

一级球磨时,控制浆料的固相体积分数为70~65vol. %,球料比8:1~10:1,球磨机转速

250~400 r/min,球磨4~10h后进行二级球磨;

二级球磨时,加入预混液,调节浆料的固相体积分数至50~52vol. %并调浆料的pH值至

8~10,球磨机转速100~150 r/min,球磨时间0.5~1h,得到注模浆料;

第三步:注模成形及固化

向第二步所得注模浆料中加入引发剂和催化剂,搅拌混合均匀后,注入固化模具中,于

50~80℃静置,完全固化后,于100~110℃干燥,得到凝胶坯;

第四步:煅烧还原

将凝胶坯于空气气氛下加热至500~600℃保温,排除坯体中的有机物后,继续升温至

700~800℃进行煅烧;煅烧产物在氢气气氛下于650~750℃还原,得到纳米W-Cu复合坯体;

第五步:原位烧结

还原结束后,继续原位升温至1150~1280℃烧结,得到W-Cu复合块体材料。

2.根据权利要求1所述的一种纳米W-Cu复合块体材料的制备方法,其特征在于:预混液中,有机单体为丙烯酰胺或甲基丙烯酰胺;交联剂为N,N,-亚甲基双丙烯酰胺或二丙烯基酒石酸二酰胺。

3.根据权利要求1所述的一种纳米W-Cu复合块体材料的制备方法,其特征在于:所述三氧化钨粉的粒度为10-100μm;氧化铜粉末的粒度为10-100μm。

4.根据权利要求1所述的一种纳米W-Cu复合块体材料的制备方法,其特征在于:所述引发剂和催化剂的添加量占浆料质量的0.1~4wt. %;所述引发剂为过硫酸铵,所述催化剂为N,N,N,N-四甲基乙二胺。

5.根据权利要求1所述的一种纳米W-Cu复合块体材料的制备方法,其特征在于:第四步中,凝胶坯在500~600℃排胶时间为1-2小时, 700~800℃煅烧时间为1~2h,650~750℃氢气气氛还原时间为1~2h。

6.根据权利要求1-5任意一项所述的一种纳米W-Cu复合块体材料的制备方法,其特征在于:第五步中,烧结保温时间为1.5~2h。

7.根据权利要求6所述的一种纳米W-Cu复合块体材料的制备方法,其特征在于:第五步中,烧结得到的纳米W-Cu复合块体材料的致密度≥97%,晶粒度500~900nm。