專利名稱：具有高相變效應鎢摻雜二氧化釩銅基復合材料的制備方法
技術領域：
本發明屬于復合材料制備技術領域，涉及一種具有高相變效應鎢摻雜二氧化釩銅基復合材料的制備方法。
背景技術：
將鎢摻雜二氧化釩粉體與其他材料合成一種復合材料，利用熱敏性質使復合材料的電阻和磁性發生突變，這種復合材料可在武器裝備、工業生產及信息領域得到應用。在制備功能復合材料的過程中，復合材料中彌散相的顆粒數量、彌散度以及尺寸對功能復合材料成分組成及表面形貌以及物理性能、力學性能、使用壽命有明顯影響。從粉末冶金角度分析，鎢摻雜二氧化釩/銅基復合材料中鎢摻雜二氧化釩粉體顆粒越小，數量越多，分布越彌 散，對材料常溫電導率的影響越明顯，同時，隨著彌散度的增加，當復合材料中的鎢摻雜二氧化釩發生相變時，對復合材料電性能和磁性能等物理性能會產生明顯的影響，也就是復合材料的相變效應得到了提高。

發明內容
本發明的目的在于提供一種具有高相變效應鎢摻雜二氧化釩銅基復合材料的制備方法，能夠使復合材料相變效應得到提高。本發明所采用的技術方案是，一種具有高相變效應鎢摻雜二氧化釩銅基復合材料的制備方法，按以下操作步驟實施步驟一稱量Va 97ff0.03O2粉末和電解Cu粉末，其中V與Cu的物質的量之比為20 50 :50 80 ；步驟二 然后將步驟一稱取的Va97Watl3O2粉末和Cu粉末裝入球磨罐中，按V0.97ff0.o302粉末和Cu粉末總質量的15倍飛O倍加入磨球，進行機械混粉12-72h，得到復合粉體；步驟三將步驟二制得的復合粉體和磨球在高能球磨機中進行6h_72h球磨，球磨機轉速為100-800r/min，將混合均勻的粉末過篩后通過冷壓模具進行預壓制，壓制壓力300KN，保壓3-8分鐘形成復合材料毛坯；步驟四將步驟三制得的復合材料毛坯裝在可加壓坩堝中，放入真空高溫燒結爐內，對爐內進行抽真空，當真空度達到 ο—1 10_3Pa時，對爐內進行加熱，加熱到60(T700°C時保溫60-120min，之后自然冷卻，當真空燒結爐溫度降低到室溫時，恢復爐內氣壓到
IX IO5Pa后取出復合材料毛坯，對毛坯表面機加工處理后即得CuziVa97Watl3O2復合材料。本發明的特點還在于，步驟二中磨球為不銹鋼磨球。步驟三中篩為-40目篩。本發明的有益效果是，通過在制備Cu/Va97Wa(l302功能復合材料的過程中在銅基體加入不同含量的鎢摻雜二氧化釩粉體，并對復合粉末進行機械球磨和高能球磨，使Cu/V0.97ff0.03O2功能復合材料在不同溫度下發生電性能和磁性能突變效應得到提高。


圖I是本發明具有高相變效應鎢摻雜二氧化釩銅基復合材料的制備方法的工藝流程圖；圖2是本發明的方法制得的復合材料的組織照片；圖3是Cu :V原子比80 20的(WVa97Watl3O2復合材料在變溫過程中其電導率突變曲線；圖4是為球磨時間72小時后CuzX97Watl3O2復合材料的組織照片；圖5是球磨時間為72小時后Cu/Va97WaΜ02復合材料的在變溫過程中電導率突變曲線。
具體實施例方式下面結合附圖和具體實施例對本發明進行詳細說明。本發明提供一種具有高相變效應鎢摻雜二氧化釩銅基復合材料的制備方法，在制備CuziVa97Waci3O2功能復合材料的過程中在銅基體加入不同含量的鎢摻雜二氧化釩粉體，并對復合粉末進行機械球磨和高能球磨，使CiViVa97Watl3O2功能復合材料在不同溫度下發生電性能突變效應得到提高。本發明的方法采用Va Jl0.03O2粉末與電解Cu粉進行機械混合，再將混合均勻的復合粉體進行模壓形成毛坯，然后采用真空燒結法對復合粉體毛坯進行高溫燒結，如圖I所示，具體按以下步驟進行步驟一稱量Va97Watl3O2粉末和電解Cu粉末，其中V與Cu的摩爾之比為2(Γ50 50 80 ;其中Va97Watl3O2粉末按照申請號為201010121899.4 (公開號:101792182Α，
公開日2010-08-04)，發明名稱為一種鎢摻雜二氧化釩粉體材料及其制備方法中所記載的方法獲得;步驟二 然后將稱取的Va97Watl3O2粉末和Cu粉末裝入球磨罐中，按Va97Wa Μ022粉末和Cu粉末總質量的15倍飛O倍加入磨球，進行機械混粉12-72h，得到復合粉體；步驟三將復合粉體和磨球在高能球磨機中進行6h_72h球磨，球磨機轉速為100-800r/min。將混合均勻的粉末過篩后通過冷壓模具在四柱式油壓機上進行預壓制，壓制壓力300KN，保壓3-8分鐘形成復合材料毛坯；步驟四將坯料裝在可加壓坩堝中，放入真空高溫燒結爐內，真空度達到KT1 10_3Pa時，加熱到60(T70(TC保溫60_120min，當真空燒結爐溫度降低到室溫時恢復爐內氣壓到I X IO5Pa后取出復合材料，對坯料表面經機加工處理得到CuziVa97Waci3O2復合材料。實施例I將Va97Watl3O2粉末與Cu粉分別按照摩爾比V: Cu=20:80進行稱量，混合粉末放入球磨罐中，按Va97Watl3O2粉末和Cu粉末總質量的15倍加入磨球，球磨機轉速為800r/min，進行混粉12小時；然后，將混好的粉裝將混合均勻的粉末過篩后通過冷壓模具在四柱式油壓機上進行預壓制，壓制壓力300KN，保壓3分鐘形成復合材料毛坯；將坯料裝在可坩堝中，放入真空高溫爐內，真空度達到8 X KT2Pa加熱到700°C保溫60min，當真空爐溫度降低到室溫時恢復爐內氣壓到IX IO5Pa后取出復合材料，對坯料表面經機加工處理得到CuziVa97Watl3O2復合材料。實施例2將Va97Watl3O2粉末與Cu粉分別按照摩爾比V: Cu=30:70進行稱量，混合粉末放入球磨罐中，按Va97Watl3O2粉末和Cu粉末總質量的40倍加入磨球，球磨機轉速為700r/min，進行混粉36小時；然后，將混好的粉裝將混合均勻的粉末過篩后通過冷壓模具在四柱式油壓機上進行預壓制，壓制壓力300KN，保壓4分鐘形成復合材料毛坯；將坯料裝在可坩堝中，放入真空高溫爐內，真空度達到6 X 10_2Pa加熱到680°C保溫70min，當真空爐溫度降低到室溫時恢復爐內氣壓到IX IO5Pa后取出復合材料，對坯料表面經機加工處理得到CuziVa97Watl3O2復合材料。
實施例3將Va97Watl3O2粉末與Cu粉分別按照摩爾比V: Cu=40:60進行稱量，混合粉末放入球磨罐中，按Va97Watl3O2粉末和Cu粉末總質量的60倍加入磨球，球磨機轉速為600r/min，進行混粉72小時；然后，將混好的粉裝將混合均勻的粉末過篩后通過冷壓模具在四柱式油壓機上進行預壓制，壓制壓力300KN，保壓5分鐘形成復合材料毛坯；將坯料裝在可坩堝中，放入真空高溫爐內，真空度達到6 X 10_2Pa加熱到660°C保溫80min，當真空爐溫度降低到室溫時恢復爐內氣壓到IX IO5Pa后取出復合材料，對坯料表面經機加工處理得到CuziVa97Watl3O2復合材料。實施例4將Va97Watl3O2粉末與Cu粉分別按照摩爾比V: Cu=50:50進行稱量，混合粉末放入球磨罐中，按Va97Watl3O2粉末和Cu粉末總質量的30倍加入磨球，球磨機轉速為600r/min，進行混粉48小時；然后，將混好的粉裝將混合均勻的粉末過篩后通過冷壓模具在四柱式油壓機上進行預壓制，壓制壓力300KN，保壓6分鐘形成復合材料毛坯；將坯料裝在可坩堝中，放入真空高溫爐內，真空度達到6 X KT2Pa加熱到650°C保溫70min，當真空爐溫度降低到室溫時恢復爐內氣壓到IX IO5Pa后取出復合材料，對坯料表面經機加工處理得到CuziVa97Watl3O2復合材料。圖2為Cu :V原子比80 20的CuzX97Watl3O2復合材料組織照片，圖中黑色顆粒為Va9Ao3O2，其彌散分布于Cu基體中；圖3是Cu :V原子比80 20的(WVa97Watl3O2復合材料在變溫過程中其電導率突變曲線，從圖3中能夠看到復合材料從低溫_50°C到高溫70°C的升溫過程中，復合材料的電導率在0°C附近發生突然升高的現象；圖4為球磨時間72小時后Cu/Va97WaC13O2復合材料的組織照片，可以看到黑色的Va97Watl3O2顆粒在基體中分散的非常均勻；圖5是球磨時間為72小時后Cu/Va97WaΜ02復合材料的在變溫過程中電導率突變曲線，Cu/V0. Jl0.03O2復合材料中Va 97ff0.03O2顆粒愈小，分布愈彌散，對復合材料相變效應影響越明顯，球磨時間為72小時后復合材料電導率的突變率提高到了 26. 88% (球磨時間為12小時后復合材料電導率的突變率僅為5. 25%)。
權利要求
1.一種具有高相變效應鎢摻雜二氧化釩銅基復合材料的制備方法，其特征在于，按以下操作步驟實施 步驟一稱量Va97Watl3O2粉末和電解Cu粉末，其中V與Cu的物質的量之比為2(Γ50 50 80 ； 步驟二 然后將步驟一稱取的Va97Watl3O2粉末和Cu粉末裝入球磨罐中，按Va97Watl3O2粉末和Cu粉末總質量的15倍飛O倍加入磨球，進行機械混粉12-72h，得到復合粉體； 步驟三將步驟二制得的復合粉體和磨球在高能球磨機中進行6h-72h球磨，球磨機轉速為100-800r/min，將混合均勻的粉末過篩后通過冷壓模具進行預壓制，壓制壓力300KN，保壓3-8分鐘形成復合材料毛坯； 步驟四將步驟三制得的復合材料毛坯裝在可加壓坩堝中，放入真空高溫燒結爐內，對爐內進行抽真空，當真空度達到10-1 10-3Pa時，對爐內進行加熱，加熱到60(T70(TC時保溫60-120min，之后自然冷卻，當真空燒結爐溫度降低到室溫時，恢復爐內氣壓到IXlO5Pa后取出復合材料毛坯，對毛坯表面機加工處理后即得Cu/Va97Wa Μ02復合材料。
2.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟二中磨球為不銹鋼磨球。
3.根據權利要求I所述的方法，其特征在于，步驟三中篩為-40目篩。
全文摘要
本發明公開了一種具有高相變效應鎢摻雜二氧化釩銅基復合材料的制備方法，該方法以鎢摻雜二氧化釩粉末和電解銅粉末為原料，采用高能球磨機將混合粉末攪拌研磨，在不同球磨時間下將鎢摻雜二氧化釩粉末彌散分布于銅基體中，再通過模壓將復合粉體壓制成坯，然后將毛坯在真空條件下進行燒結得到復合材料。隨著鎢摻雜二氧化釩含量的增加以及球磨時間的增加，本發明的方法制得的鎢摻雜二氧化釩銅基復合材料相變效應增加。
文檔編號C22C9/00GK102816945SQ20121030611
公開日2012年12月12日 申請日期2012年8月24日 優先權日2012年8月24日
發明者鄒軍濤, 張樂, 王獻輝, 梁淑華, 黃星 申請人:西安理工大學