專利名稱：一種Cu₅₀Zr₄₀Ti₁₀塊體非晶合金復合材料及其制備工藝的制作方法
技術領域：
本發明涉及一種Cu5ciZiVriici塊體非晶合金復合材料及其制備工藝。
背景技術：
Cu基塊體非晶合金由于具有優異的力學性能、耐摩擦磨損和腐蝕性能，有望成為新型的功能與結構材料。但是，塊體非晶合金的室溫塑性變形幾乎為0，并且其導電和導熱性能遠遠差于相應成分的晶態合金，導致其應用范圍受到極大的限制。制備塊體非晶合金復合材料是解決上述問題的重要方法。碳納米管具有極高的強度、高的導電和導熱性能，若能將碳納米管與Cu基非晶合金進行復合，能夠獲得在電學、熱學以及力學等綜合性能優異的塊體非晶合金復合材料。

發明內容
本發明的目的在于提供一種強度高、導電和導熱性能高的碳納米管增強的 Cu5c^r4ciTiici塊體非晶合金復合材料及其制備工藝。本發明的目的是通過下述技術方案實現的一種Cu5ciZr4ciTiici塊體非晶合金復合材料，其特征在于由球形Cu5Jr4ciTiici非晶合金粉末和多壁碳納米管熱壓成型而成，上述各組分的重量比為(5. 91 5. 997) (0. 003 0. 09)。所述多壁碳納米管的外徑>50 nm,長度20 μ m,純度>95 wt%。上述Cu5ciZr4Jiici塊體非晶合金復合材料的制備工藝，包括如下步驟⑴按照重量比為(5. 91 5. 997) (0. 003 0. 09)稱取粒徑小于50 μ m的球形Cu5tlZr4ciTiltl非晶合金粉末以及外徑大于50 nm、長度為20 μ m、純度大于95 wt%的多壁碳納米管；⑵將粉末混合均勻后倒入Crl2MoV金屬模具的型腔內；⑶用油壓機在150 MPa的壓力下對粉末進行預壓成型；⑷用加熱套以10 tlCAiin的升溫速率將模具加熱到380 ；( 用油壓機在450 MPa的壓力下對混合粉末進行熱壓成型。本發明制成的塊體非晶合金復合材料產品分別用掃描電子顯微鏡(SEM)分析粉末的結合情況、用阿基米德法測定試樣的密度(P )、用激光閃光法測定試樣的熱導率、用萬能試驗機測定試樣的力學性能。本發明制成的碳納米管增強的Cu5tlZr4tlT i 1(|塊體非晶合金復合材料的密度為 6. 30 6. 83 g/cm3、熱導率為 2. 15 3. 32 Wrn^T1、抗壓強度為 236. 8 1057. 0 MPa、應變極限為2. 1 10. 0 %。。
具體實施例方式下面根據具體實施例對本發明作進一步說明 實施例1
用天平稱取粒徑小于50 μ m的球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末5. 997g、外徑大于50 nm、長度為20 μ m、純度大于95 wt%的碳納米管0. 003g，將非晶合金粉末和碳納米管混合均勻后放入Crl2MoV金屬模具的型腔中，在150MPa的壓力下進行預壓成型后，用加熱套以 10°C/min的升溫速率將模具加熱到380°C，然后以450MPa的壓力進行熱壓成型，獲得密度為 6. 83g/cm3、熱導率為3. SOWnTt1、抗壓強度為1057. OMPa、應變極限為10. 0%的塊體非晶合金復合材料。實施例2
用天平稱取粒徑小于50 μ m的球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末5. 964g、外徑大于50 nm、長度為20 μ m、純度大于95 wt%的碳納米管0. 036g，將非晶合金粉末和碳納米管混合均勻后放入Crl2MoV金屬模具的型腔中，在150MPa的壓力下進行預壓成型后，用加熱套以 10°C/min的升溫速率將模具加熱到380°C，然后以450MPa的壓力進行熱壓成型，獲得密度為 6. 50g/cm3、熱導率為3. SZWn^K-1、抗壓強度為597. IMPa、應變極限為8. 9%的塊體非晶合金復合材料。實施例3
用天平稱取粒徑小于50 ym的球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末5. 94g、外徑大于50 nm、長度為20 μ m、純度大于95 wt%的碳納米管0. 06g，將非晶合金粉末和碳納米管混合均勻后放入Crl2MoV金屬模具的型腔中，在150MPa的壓力下進行預壓成型后，用加熱套以 10°C/min的升溫速率將模具加熱到380°C，然后以450MPa的壓力進行熱壓成型，獲得密度為 6. 40g/cm3、熱導率為2. lSWnTl·1、抗壓強度為觀0. 3MPa、應變極限為2. 1%的塊體非晶合金復合材料。實施例4
用天平稱取粒徑小于50 ym的球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末5. 91g、外徑大于50 nm、長度為20 μ m、純度大于95 wt%的碳納米管0. 09g，將非晶合金粉末和碳納米管混合均勻后放入Crl2MoV金屬模具的型腔中，在150MPa的壓力下進行預壓成型后，用加熱套以 10°C/min的升溫速率將模具加熱到380°C，然后以450MPa的壓力進行熱壓成型，獲得密度為 6. 30g/cm3、熱導率為2. lSWnTl·1、抗壓強度為236. 8MPa、應變極限為2. 9%的塊體非晶合金復合材料。
權利要求
1.一種Cu5(1Zi~4(1Ti1(1塊體非晶合金復合材料，其特征在于由球形Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末和多壁碳納米管熱壓成型而成，上述各組分的重量比為(5. 91 5. 997) (0. 003 0. 09)。
2.根據權利要求1所述的塊體非晶合金復合材料，其特征在于所述多壁碳納米管外徑 >50 nm,長度 20 μ m,純度 >95 wt%。
3.—種權利要求1所述的塊體非晶合金復合材料的制備工藝，其特征在于包括如下步驟⑴按照重量比為(5. 91 5. 997) :(0. 003 0.09)稱取粒徑小于50 μπι的球形 Cu5ciZiVTiici非晶合金粉末以及外徑大于50 nm、長度為20 μ m、純度大于95 wt%的多壁碳納米管；⑵將粉末混合均勻后倒入Crl2MoV金屬模具的型腔內；⑶用油壓機在150 MPa的壓力下對粉末進行預壓成型；⑷用加熱套以10 tlCAiin的升溫速率將模具加熱到380 ；( 用油壓機在450 MPa的壓力下對混合粉末進行熱壓成型。
全文摘要
本發明公開了一種Cu50Zr40Ti10塊體非晶合金復合材料及其制備工藝，由球形Cu50Zr40Ti10非晶合金粉末和多壁碳納米管熱壓成型而成，上述各組分的重量比為(5.91～5.997)(0.003～0.09)。本發明碳納米管增強的Cu50Zr40Ti10塊體非晶合金復合材料的密度為6.30～6.83g/cm3、熱導率為2.15～3.32Wm-1K-1、抗壓強度為236.8～1057.0MPa、應變極限為2.1～10.0%。
文檔編號C22C49/14GK102517524SQ20121000579
公開日2012年6月27日 申請日期2012年1月10日 優先權日2012年1月10日
發明者劉詠, 周果君, 安偉科, 李小松, 熊翔, 羅云, 蔡安輝 申請人:湖南理工學院