CN1088476C - 反应法制备铜－二硼化钛导电材料的方法 - Google Patents

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Abstract

反应法制备铜一二硼化钛导电材料的方法，属金属基复合材料科学领域。采用铜、二氧化钛、氧化硼、碳、铝、铁为原料，经过配料混合后，将压制成型的坯料加入到熔融的铜液中，通过反应获得二硼化钛增强相，进而得到一种性能优良的铜-二硼化钛导电材料。该材料具有良好的强度-导电性能配合，且制备工序简单、原料成本较低、适于大规模连续化生产。

Description

反应法制备铜-二硼化钛导电材料的方法
本发明涉及一种制备铜-二硼化钛导电材料的方法，属于金属基复合材料科学领域。
公知的铜-二硼化钛导电材料制备的方法主要有，粉末冶金法：该方法通过将铜(Cu)、二硼化钛(TiB2)粉末进行充分混合、压坯、烧结工艺获得铜-二硼化钛导电材料，同时还发展了二硼化钛(TiB2)粉末表面镀铜；铜(Cu)、二硼化钛(TiB2)粉末机械合金化等粉末冶金法制备铜-二硼化钛导电材料。这类方法的不足是，二硼化钛(TiB2)依靠外部机械加入，同时受粉末冶金法的限制，不利于大规模连续生产。液体反应法：该方法首先制备铜-钛(Cu-Ti)、铜-硼(Cu-B)合金，然后在合金的喷射中进行反应，以获得铜-二硼化钛导电材料。此外，还可以通过铜合金进行碳热反应，获得铜-二硼化钛导电材料。这类方法存在着材料制备设备要求苛刻、制备工艺过程控制复杂、原料价格较高等缺陷，导致产品成本较高。
本发明针对公知技术存在的问题，旨在提供使用廉价原料、通过反应获得二硼化钛(TiB2)增强相，达到低成本、高效率、大规模生产性能优良的铜-二硼化钛导电材料的目的。
本发明是通过以下技术方案实现的。
图1是本发明的工艺流程图。原料经过配料进入混料机混匀，经粉料成型后，将成型的坯料压入铜液中反应，反应结束后经搅拌、静置，最后铸锭得到成品铜-二硼化钛导电材料。1.原料成份及所占比重
反应物质：
    ①氧化钛粉(TiO2)，占总重量的2-43％；
    ②氧化硼粉(B2O3)，占总重量的1.8-40％；
    ③碳粉(C)，占总重量的1.5-37％；
    ④铝粉(Al)，占总重量的1.7-39％；
    ⑤铁粉(Fe)，占总重量的1.85-40.1％。
主原料：电解铜(Cu)，除去反应物质的余量。
2.原料配方
    1)反应物质①+②+④+⑤
    2)反应物质①+②+③
3.技术条件
    1)混料时间2～8小时；
    2)压坯成型压力20～50MPa；
    3)铜液中反应温度1250～1500℃；反应时间：1～2.5小时。
与公知的技术相比，本发明主要的增强相二硼化钛(TiB2)是使用廉价原料、通过反应获得，改善了铜-二硼化钛界面的结合状态、提高了界面结合强度、可以获得良好的强度—导电性能配合，相应的材料性能得到明显改善，同时减少了材料制备工艺、降低材料制备成本。
实施例一
将原料按照氧化钛(TiO2)5.7％、氧化硼(B2O3)5％、铁粉(Fe)5％、铝粉(Al)4.86％、电解铜(Cu)余量的比例，除Cu以外的原料经过5小时混料，30兆帕(MPa)压坯成型，电解铜置入电阻坩埚炉中，加热至1400℃，压入坯块，反应时间1.5小时，经搅拌、静置、铸锭后，可以得到含二硼化钛5％(重量百分比)的铜-二硼化钛导电材料；
实施例二
原料氧化钛(TiO2)11.3％、氧化硼(B2O3)10％、碳粉(C)8.7％、电解铜(Cu)余量，除Cu以外的原料经过5小时混料，30兆帕(MPa)压坯成型，电解铜置入电阻坩埚炉中，加热至1400℃，压入坯块，反应时间1.5小时，经搅拌、静置、铸锭后，可获得含二硼化钛10％(重量百分比)的铜-二硼化钛导电材料。

Claims (3)

1.反应法制备铜-二硼化钛导电材料的方法，其特征在于：
1)工艺流程：原料经配料在混料机中混合均匀后，经粉料成型，将成型的坯料压入铜液中反应，反应结束后经搅拌、静置，最后铸锭。
2)原料成份及所占百分比
    反应物质
        ①氧化钛粉(TiO2)，占总重量的2-43％；
        ②氧化硼粉(B2O3)，占总重量的1.8-40％；
        ③碳粉(C)，占总重量的1.5-37％；
        ④铝粉(Al)，占总重量的1.7-39％；
        ⑤铁粉(Fe)，占总重量的1.85-40.1％。
    主原料：电解铜(Cu)，除去反应物质的余量，
3)原料配方
      (1)反应物质①+②+④+⑤
      (2)反应物质①+②+③
4)技术条件
      (1)混料时间2～8小时；
      (2)压坯成型压力20～50MPa；
      (3)铜液中反应温度1250～1500℃；反应时间：1～2.5小时。
2.根据权利要求1所述的反应法制备铜-二硼化钛的方法，其特征在于：将原料按照氧化钛(TiO2)5.7％、氧化硼(B2O3)5％、铁粉(Fe)5％、铝粉(Al)4.86％、电解铜(Cu)余量的比例，除Cu以外的原料经过5小时混料，30兆帕(MPa)压坯成型，电解铜置入电阻坩埚炉中，加热至1400℃，压入坯块，反应时间1.5小时后，搅拌、静置、铸锭。
3.根据权利要求1所述的反应法制备铜-二硼化钛的方法，其特征在于：原料氧化钛(TiO2)11.3％、氧化硼(B2O3)10％、碳粉(C)8.7％、电解铜(Cu)余量，除Cu以外的原料经过5小时混料，30兆帕(MPa)压坯成型，电解铜置入电阻坩埚炉中，加热至1400℃，压入坯块，反应时间1.5小时后，搅拌、静置、铸锭。
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