CN111647766B - 一种铜基复合材料的制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供一种铜基复合材料的制备方法，将碳纳米材料进行酸化处理并冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，超声搅拌得到碳纳米材料分散液；将碳纳米材料分散液加入到钨盐溶液中得到混合液，进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，得到包覆WO3的NCM复合粉体，通过还原得到包覆W的NCM复合粉体，与真空熔炼后的铜或铜合金进行混合压铸，制备得到铜基复合材料；该方法解决了传统粉末冶金材料孔隙率较高和压铸工艺难以加入和均匀分散增强体的问题，取两者之长补两者之短，制备出的铜基复合材料具有致密度高、导电率好，以及高温稳定性突出等特点，并且适合工业化大批量生产制备。

Description

一种铜基复合材料的制备方法
技术领域
本发明涉及一种铜基复合材料的制备方法，属于复合材料领域。
背景技术
碳纳米材料/铜基复合材料综合了铜的良好导电、导热性以及碳纳米材料的高比强度和比模量、低热膨胀系数及良好的润滑性和高温稳定性等特点，使其呈现出良好的传导性、减摩耐磨性、耐高温性、耐电弧烧蚀性、抗熔焊性和抗老化等一系列优点，作为一种新型功能材料已被广泛用作电子元件材料、触头材料、热交换材料、滑动材料、引线框架材料等，用于制造电刷、轴瓦、触点、滑块、轨道交通受电弓滑板、集成电路散热板及火箭发动机零件等机电零部件。
目前，工业化生产中粉末冶金法和铸造法是应用最为广泛的铜基复合材料制备方法，其中粉末冶金法一般包括混粉、压制成形和烧结等工序过程，烧结工序通常在铜熔点70%-80%之间进行热处理完成，从而造成块体材料不够致密，严重影响材料的导热和导电性；另外在铸造过程中，由于增强体和铜熔体之间存在较大的物理性质和几何尺寸差异，加之铜通常与增强相之间难以润湿和发生界面反应，因此很难使增强体均匀分散到铜基体中。
发明内容
为了解决现有技术存在的问题，本发明提供一种铜基复合材料的制备方法，结合现有技术的优点，利用粉末冶金使增强体均匀分散和铸造法可以使材料达到全致密的特点，通过碳纳米材料预先包覆和制备出预烧结体，然后与熔融铜或铜合金进行压铸的方法制备综合性能优异的铜基复合材料。
一种铜基复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）将碳纳米材料（NCM，Nano carbon materials）进行酸化处理并冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到碳纳米材料分散液；
（2）将步骤（1）的碳纳米材料分散液加入到钨盐溶液中得到混合液；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，得到包覆WO3的NCM复合粉体，通过还原得到包覆W的NCM复合粉体；
（4）将步骤（3）的包覆W的NCM复合粉体与真空熔炼后的铜或铜合金进行混合压铸，制备得到铜基复合材料。
步骤（1）碳纳米材料包括碳量子点、碳纳米管、碳纳米线、碳纳米球、石墨烯、富勒烯等；碳纳米材料进行酸化处理是将碳纳米材料按照质量体积比g:mL为1:1-100的比例浸入酸溶液中处理0.5-24小时，酸溶液为质量分数为68%浓硝酸、质量分数为98%的浓硫酸、质量分数为40%的氢氟酸中的一种或几种任意比例混合；碳纳米材料分散液的质量浓度为0.1wt%-10.0wt%。
步骤（2）钨盐溶液为浓度大于等于0.01mol/L的偏钨酸铵溶液、仲钨酸铵溶液、钨酸钠溶液或氯化钨溶液，其中溶剂可以是水，也可以是乙醇等其他有机溶剂，优选水溶液；碳纳米材料分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:1-1000。
步骤（3）超声雾化量为100mL/h-10L/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度<200℃，加热段温度为200-钨盐分解分解温度，保温段温度为钨盐分解温度+50℃，其中保温段的长度为10cm-200cm，保温温度略高于钨盐分解温度；还原气氛中含体积分数1.0%-10.0%H2，其余为氮气或氩气，还原温度为200-380℃，还原时间为1-6小时。
步骤（4）铜基复合材料中铜的质量百分比含量为90-99.9%，其余为包覆W的NCM复合粉体；混合压铸时，包覆W的NCM复合粉体的添加方式为：制备成包覆W的NCM复合块体后添加；或将包覆W的NCM复合材料用铜网或铜箔包裹后添加；或包覆W的NCM复合粉体直接添加。
步骤（4）混合压铸的装置包括液压泵1、活塞Ⅰ2、熔炼炉3、支管道Ⅰ4、止逆阀Ⅰ5、止逆阀Ⅱ6、真空阀7、活塞Ⅱ8、气动泵9、模具腔体10、止逆阀Ⅲ11、主管道12、支管道Ⅱ13、刻度尺14、加料口15、多个紊流器16、保温层、温度传感器；
液压泵1输出端与活塞Ⅰ2一端连接，活塞Ⅰ2另一端位于主管道12内，主管道12另一端与模具腔体10内部联通，模具腔体10内部入口处设置止逆阀Ⅲ11；
主管道12两侧联通一根以上的支管道Ⅰ4、一根以上的支管道Ⅱ13，支管道Ⅰ4比支管道Ⅱ13更靠近活塞Ⅰ2，支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13外部包覆保温层，保温层内设置电加热线圈；多个紊流器16设置在主管道12内壁，紊流器16位于支管道Ⅱ13和模具腔体10之间，比支管道Ⅰ4和支管道Ⅱ13更靠近模具腔体10；
支管道Ⅰ4与主管道12联通处设置止逆阀Ⅰ5，支管道Ⅰ4与熔炼炉3联通；支管道Ⅱ13与主管道12联通处设置止逆阀Ⅱ6，支管道Ⅱ13另一端设置活塞Ⅱ8，活塞Ⅱ8另一端与气动泵9连接，支管道Ⅱ13上设有加料口15；刻度尺14设置在支管道Ⅱ13外部，用于监测推进量，真空阀7与支管道Ⅱ13联通；温度传感器设置在支管道Ⅱ13内，用于测量支管道Ⅱ13内的温度，支管道Ⅰ4与主管道12之间的夹角为α，为0﹤α≤90°；支管道Ⅱ13与主管道12之间的夹角为θ，为0﹤θ≤90°。
所述包覆W的NCM复合块体的制备方法：将包覆W的NCM复合粉体压制成形后进行真空预烧结得到块体，真空预烧结的预烧结温为300-600℃，烧结时间为10-240min，压制成形的压力10-120MPa，块体的大小根据添加的CNM材料进行换算，块体为直径1-3cm，高度1-3cm的圆柱体，或是棱长1-3cm的立方块体。
所述将包覆W的NCM复合粉体用铜箔包裹的方法：将包覆W的NCM复合粉体用铜箔进行封装并抽真空后直接使用，或在真空或惰性气氛条件下对包裹复合粉体的铜箔进行喷砂或者喷丸处理10-30分钟；将包覆W的NCM复合粉体用铜网包裹的方法：将包覆W的NCM复合粉体进行预烧结后采用铜网进行包裹，预烧结温度为300-500℃，时间为0.5-2小时，压力为10-50MPa，在真空、惰性气氛或含氢的惰性气氛进行烧结，含氢的惰性气氛中含体积分数1.0%-10.0%的H2，其余为氮气或氩气。
所述混合压铸的方法为：当添加材料为包覆W的NCM复合块体和铜网或铜箔包裹的包覆W的NCM复合材料时，直接将材料放置在主管道12中；当包覆W的NCM复合粉体直接添加时，将包覆W的NCM复合粉体放置在支管道Ⅱ13中。
所述压铸压力为10-120MPa，混合熔体（铜或铜合金液与碳纳米材料的混合熔体）填充模具型腔的时间为0.01～1.0秒，混合熔体填充模具腔体10内速度为10～80米/秒；所述支管道Ⅱ13的推进压力为30-150MPa，推进速度10～100米/秒，支管道Ⅱ13内的温度为50-200℃。
本发明的有益效果：
本发明同时解决了粉末冶金方法制备复合材料致密度较低的问题和传统熔铸工艺增强相难以均匀分散的问题，制备的复合材料具有较高的致密度的同时具有良好的强度和导电等性能，可以有效提高铜基复合材料的整体综合性能，工艺简单、操作可靠、适用范围广，可以用于工业化批量生产。
附图说明
图1为实施例1制备铜基复合材料的装置结构示意图；
图2为实施例2制备得到的包覆WO3的NCM复合粉体的SEM图像；
图3为实施例2制备得到的包覆W的NCM复合粉体的SEM图像；
图中，1-液压泵；2-活塞Ⅰ；3-熔炼炉；4-支管道Ⅰ；5-止逆阀Ⅰ；6-止逆阀Ⅱ；7-真空阀；8-活塞Ⅱ；9-气动泵；10-模具腔体；11-止逆阀Ⅲ；12-主管道；13-支管道Ⅱ；14-刻度尺；15-加料口；16-紊流器。
具体实施方式
下面结合具体实施例对本发明做进一步说明。
实施例1
本发明所用到的制备铜基复合材料的装置，如图1所示，包括液压泵1、活塞Ⅰ2、熔炼炉3、支管道Ⅰ4、止逆阀Ⅰ5、止逆阀Ⅱ6、真空阀7、活塞Ⅱ8、气动泵9、模具腔体10、止逆阀Ⅲ11、主管道12、支管道Ⅱ13、刻度尺14、加料口15、多个紊流器16、保温层、温度传感器；
液压泵1输出端与活塞Ⅰ2一端连接，活塞Ⅰ2另一端位于主管道12内，液压泵1推动活塞Ⅰ2在主管道12内行进，主管道12另一端与模具腔体10内部联通，模具腔体10内部入口处设置止逆阀Ⅲ11；
主管道12两侧联通一根支管道Ⅰ4、一根支管道Ⅱ13，支管道Ⅰ4比支管道Ⅱ13更靠近活塞Ⅰ2，支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13外部包覆保温层，保温层内设置电加热线圈；多个紊流器16设置在主管道12内壁，紊流器16位于支管道Ⅱ13和模具腔体10之间，比支管道Ⅰ4和支管道Ⅱ13更靠近模具腔体10；
支管道Ⅰ4与主管道12联通处设置止逆阀Ⅰ5，支管道Ⅰ4与熔炼炉3联通；支管道Ⅱ13与主管道12联通处设置止逆阀Ⅱ6，支管道Ⅱ13另一端设置活塞Ⅱ8，活塞Ⅱ8另一端与气动泵9连接，气动泵9推动活塞Ⅱ8在支管道Ⅱ13内行进，支管道Ⅱ13上设有加料口15；三个紊流器16设置在主管道12内壁上，紊流器16位于支管道Ⅱ13和模具腔体10之间，比支管道Ⅰ4和支管道Ⅱ13更靠近模具腔体10且位置均匀，紊流器16可以促进流体与增强体的均匀混合，刻度尺14设置在支管道Ⅱ13外部，用于测量活塞Ⅱ8的推进长度，真空阀7与支管道Ⅱ13联通，可以对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，三个温度传感器分别设置在支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13内，支管道Ⅰ4与主管道12之间的夹角为α，为0﹤α≤90°可调；支管道Ⅱ13与主管道12之间的夹角为θ，为0﹤θ≤90°可调，活塞Ⅰ2端部、支管道Ⅰ4内壁、止逆阀Ⅰ5、止逆阀Ⅱ6、活塞Ⅱ8端部、模具腔体10、止逆阀Ⅲ11、主管道12内壁、支管道Ⅱ13内壁、多个紊流器16均为耐高温材质，主管道12上从下往上分别是活塞Ⅰ2、支管道Ⅰ4、支管道Ⅱ13、紊流器16、模具腔体10。
实施例2
一种铜基复合材料的制备方法，使用实施例1的装置，具体步骤如下：
（1）将碳纳米管进行酸化处理，将碳纳米管按照质量体积比g:mL为1:1的比例浸入质量分数68%浓硝酸中处理0.5小时，然后冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到碳纳米管分散液，碳纳米管分散液的质量浓度为5wt%；
（2）将步骤（1）的碳纳米管分散液加入到浓度为0.01mol/L的偏钨酸铵溶液中得到混合液，碳纳米管分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:1000；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，超声雾化量为100mL/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度100℃，加热段温度为200℃，保温段温度为钨盐分解温度+50℃（约550℃），其中保温段的长度为200cm，保温温度略高于钨盐分解温度，喷雾热解管的直径100mm，得到包覆WO3的碳纳米管复合粉体，通过还原得到包覆W的碳纳米管复合粉体，还原气氛中含体积分数10.0%H2，其余为氮气，还原温度为380℃，还原时间为1小时；
（4）打开真空阀7，对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，关闭真空阀7，将步骤（3）的包覆W的碳纳米管复合粉体从加料口15放置在实施例1的装置的支管道Ⅱ13中，将铜在熔炼炉3中进行熔炼后进入到支管道Ⅰ4中，然后进入主管道12中，活塞Ⅰ2的压铸压力为10MPa；支管道Ⅱ13的推进压力为30MPa，推进速度10米/秒，刻度尺14设置在支管道Ⅱ13外部，用于监测推进量，支管道Ⅱ13内的温度为50℃，支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13外部保温层进行保温，温度传感器测量温度，当温度降低时，开启保温层内的电加热线圈进行加热，活塞Ⅰ2将铜液和包覆W的碳纳米管复合粉体一起推入模具腔体10中，进去之前紊流器16进行搅拌，混合熔体在模具腔体10内的填充速度为10米/秒，混合熔体填充满模具腔体10的时间为1.0秒，进入模具腔体10冷却后得到碳纳米管/W/Cu复合材料，铜基复合材料中铜的质量百分比含量为99.9%。
图2为本实施例中步骤（3）制备得到的CNT/WO3复合粉体的SEM图像；从图中可以看出CNT和WO3的分散非常均匀，CNT的呈现出单根分散的状态；
图3为本实施例中步骤（3）制备得到的CNT/W复合粉体的SEM图像；从图中可以看出CNT保持良好的分散状态，而且CNT与W之间结合紧密，W颗粒细小。
该复合材料的致密度为99.8%，导电率为99.8%，屈服强度可以达到286MPa。
实施例3
一种铜基复合材料的制备方法，使用实施例1的装置，具体步骤如下：
（1）将碳纳米管进行酸化处理，将碳纳米管按照质量体积比g:mL为1:100的比例浸入质量分数为98%的浓硫酸中处理12小时，然后冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到碳纳米管分散液，碳纳米管分散液的质量浓度为0.1wt%；
（2）将步骤（1）的碳纳米管分散液加入到浓度为0.02mol/L的偏钨酸铵溶液中得到混合液，碳纳米管分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:100；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，超声雾化量为500mL/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度150℃，加热段温度为300℃，保温段温度为钨盐分解温度+50℃（约550℃），其中保温段的长度为10cm，保温温度略高于钨盐分解温度，喷雾热解管的直径100mm，得到包覆WO3的碳纳米管复合粉体，通过还原得到包覆W的碳纳米管复合粉体，还原气氛中含体积分数1.0%H2，其余为氮气，还原温度为200℃，还原时间为6小时；
（4）打开真空阀7，对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，关闭真空阀7，将步骤（3）的包覆W的碳纳米管复合粉体从加料口15放置在实施例1的装置的支管道Ⅱ13中，将铜在熔炼炉3中进行熔炼后进入到支管道Ⅰ4中，然后进入主管道12中，活塞Ⅰ2的压铸压力为50MPa；支管道Ⅱ13的推进压力为150MPa，推进速度100米/秒，刻度尺14设置在支管道Ⅱ13外部，用于监测推进量，支管道Ⅱ13内的温度为200℃，支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13外部保温层进行保温，温度传感器测量温度，当温度降低时，开启保温层内的电加热线圈进行加热，活塞Ⅰ2将铜液和包覆W的碳纳米管复合粉体一起推入模具腔体10中，进去之前紊流器16进行搅拌，混合熔体在模具腔体10内的填充速度为50米/秒，混合熔体填充满模具腔体10的时间为0.5秒，进入模具腔体10冷却后得到碳纳米管/W/Cu复合材料，铜基复合材料中铜的质量百分比含量为99.8%。
该复合材料的致密度为99.9%，导电率为99.5%，屈服强度可以达到285MPa。
实施例4
一种铜基复合材料的制备方法，使用实施例1的装置，具体步骤如下：
（1）将碳纳米管进行酸化处理，将碳纳米管按照质量体积比g:mL为1:50的比例浸入质量分数为40%的氢氟酸中处理24小时，然后冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到碳纳米管分散液，碳纳米管分散液的质量浓度为10wt%；
（2）将步骤（1）的碳纳米管分散液加入到浓度为5mol/L的偏钨酸铵溶液中得到混合液，碳纳米管分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:1；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，超声雾化量为10L/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度1090℃，加热段温度为400℃，保温段温度为钨盐分解温度+50℃（约550℃），其中保温段的长度为100cm，保温温度略高于钨盐分解温度，喷雾热解管的直径100mm，得到包覆WO3的碳纳米管复合粉体，通过还原得到包覆W的碳纳米管复合粉体，还原气氛中含体积分数5.0%H2，其余为氮气，还原温度为300℃，还原时间为3小时；
（4）打开真空阀7，对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，关闭真空阀7，将步骤（3）的包覆W的碳纳米管复合粉体从加料口15放置在实施例1的装置的支管道Ⅱ13中，将铜在熔炼炉3中进行熔炼后进入到支管道Ⅰ4中，然后进入主管道12中，活塞Ⅰ2的压铸压力为120MPa；支管道Ⅱ13的推进压力为100MPa，推进速度20米/秒，刻度尺14设置在支管道Ⅱ13外部，用于监测推进量，支管道Ⅱ13内的温度为100℃，支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13外部保温层进行保温，温度传感器测量温度，当温度降低时，开启保温层内的电加热线圈进行加热，活塞Ⅰ2将铜液和包覆W的碳纳米管复合粉体一起推入模具腔体10中，进去之前紊流器16进行搅拌，混合熔体在模具腔体10内的填充速度为80米/秒，混合熔体填充满模具腔体10的时间为0.1秒，进入模具腔体10冷却后得到碳纳米管/W/Cu复合材料，铜基复合材料中铜的质量百分比含量为99.0%。
该复合材料的致密度为99.8%，导电率为99.2%，屈服强度可以达到282MPa。
实施例5
一种铜基复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）将石墨烯进行酸化处理，将石墨烯按照质量体积比g:mL为1:10的比例浸入质量分数68%浓硝酸中处理24小时，然后冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到石墨烯分散液，石墨烯分散液的质量浓度为6.0wt%；
（2）将步骤（1）的石墨烯分散液加入到浓度为1mol/L的仲钨酸铵溶液中得到混合液，石墨烯分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:100；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，超声雾化量为500mL/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度150℃，加热段温度为300℃，保温段温度为仲钨酸铵分解温度+50℃（约500℃），其中保温段的长度为10cm，保温温度略高于钨盐分解温度，喷雾热解管的直径100mm，得到包覆WO3的石墨烯复合粉体，通过还原得到包覆W的石墨烯复合粉体，还原气氛中含体积分数1%H2，其余为氮气，还原温度为200℃，还原时间为6小时；
（4）将步骤（3）的包覆W的石墨烯复合粉体压制成形后进行真空预烧结得到块体，真空预烧结的预烧结温为300℃，烧结时间为240min，压制成形的压力120MPa，块体为直径3cm，高度1cm的圆柱体，将块体提前放置在实施例1的装置的主管道12中，并用铜挡板固定在主管道12内壁上，打开真空阀7，对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，关闭真空阀7，将铜在熔炼炉3中进行熔炼后进入到支管道Ⅰ4中，然后进入主管道12中，活塞Ⅰ2的压铸压力为120MPa；支管道Ⅰ4、主管道12外部保温层进行保温，温度传感器测量温度，当温度降低时，开启保温层内的电加热线圈进行加热，活塞Ⅰ2将铜液和包覆W的石墨烯复合块体一起推入模具腔体10中，进去之前紊流器16进行搅拌，混合熔体在模具腔体10内的填充速度为80米/秒，混合熔体填充满模具腔体10的时间为0.01秒，进入模具腔体10冷却后得到石墨烯/W/Cu复合材料，铜基复合材料中铜的质量百分比含量为99.6%。
该复合材料的致密度为99.1%，导电率为93.3%，屈服强度可以达到248MPa。
实施例6
一种铜基复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）将石墨烯进行酸化处理，将石墨烯按照质量体积比g:mL为1:5的比例浸入质量分数68%浓硝酸中处理12小时，然后冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到石墨烯分散液，石墨烯分散液的质量浓度为5wt%；
（2）将步骤（1）的石墨烯分散液加入到浓度为2mol/L的仲钨酸铵溶液中得到混合液，石墨烯分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:500；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，超声雾化量为10L/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度180℃，加热段温度为500℃，保温段温度为仲钨酸铵分解温度+50℃（约500℃），其中保温段的长度为100cm，保温温度略高于钨盐分解温度，喷雾热解管的直径100mm，得到包覆WO3的石墨烯复合粉体，通过还原得到包覆W的石墨烯复合粉体，还原气氛中含体积分数5%H2，其余为氮气，还原温度为300℃，还原时间为3小时；
（4）将步骤（3）的包覆W的石墨烯复合粉体压制成形后进行真空预烧结得到块体，真空预烧结的预烧结温为600℃，烧结时间为10min，压制成形的压力10MPa，块体为棱长1cm的立方体，将块体提前放置在实施例1的装置的主管道12中，并用铜挡板固定在主管道12内壁上，打开真空阀7，对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，关闭真空阀7，将铜在熔炼炉3中进行熔炼后进入到支管道Ⅰ4中，然后进入主管道12中，活塞Ⅰ2的压铸压力为120MPa；支管道Ⅰ4、主管道12外部保温层进行保温，温度传感器测量温度，当温度降低时，开启保温层内的电加热线圈进行加热，活塞Ⅰ2将铜液和包覆W的石墨烯复合块体一起推入模具腔体10中，进去之前紊流器16进行搅拌，混合熔体在模具腔体10内的填充速度为10米/秒，混合熔体填充满模具腔体10的时间为0.01秒，进入模具腔体10冷却后得到石墨烯/W/Cu复合材料，铜基复合材料中铜的质量百分比含量为99.5%。
该复合材料的致密度为99.3%，导电率为96.3%，屈服强度可以达到256MPa。
实施例7
一种铜基复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）将石墨烯进行酸化处理，将石墨烯按照质量体积比g:mL为1:100的比例浸入质量分数68%浓硝酸中处理24小时，然后冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到石墨烯分散液，石墨烯分散液的质量浓度为0.15wt%；
（2）将步骤（1）的石墨烯分散液加入到浓度为5mol/L的仲钨酸铵溶液中得到混合液，石墨烯分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:10；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，超声雾化量为200mL/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度150℃，加热段温度为300℃，保温段温度为仲钨酸铵分解温度+50℃（约500℃），其中保温段的长度为50cm，保温温度略高于钨盐分解温度，喷雾热解管的直径100mm，得到包覆WO3的石墨烯复合粉体，通过还原得到包覆W的石墨烯复合粉体，还原气氛中含体积分数2%H2，其余为氮气，还原温度为280℃，还原时间为4小时；
（4）将步骤（3）的包覆W的石墨烯复合粉体压制成形后进行真空预烧结得到块体，真空预烧结的预烧结温为500℃，烧结时间为120min，压制成形的压力100MPa，块体为棱长3cm的正方块体，将块体提前放置在实施例1的装置的主管道12中，并用铜挡板固定在主管道12内壁上，打开真空阀7，对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，关闭真空阀7，将铜在熔炼炉3中进行熔炼后进入到支管道Ⅰ4中，然后进入主管道12中，活塞Ⅰ2的压铸压力为100MPa；支管道Ⅰ4、主管道12外部保温层进行保温，温度传感器测量温度，当温度降低时，开启保温层内的电加热线圈进行加热，活塞Ⅰ2将铜液和包覆W的石墨烯复合块体一起推入模具腔体10中，进去之前紊流器16进行搅拌，混合熔体在模具腔体10内的填充速度为50米/秒，混合熔体填充满模具腔体10的时间为0.1秒，进入模具腔体10冷却后得到石墨烯/W/Cu复合材料，铜基复合材料中铜的质量百分比含量为99%。
该复合材料的致密度为98.6%，导电率为98.1%，屈服强度可以达到268MPa。
实施例8
一种铜基复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）将碳纳米线进行酸化处理，将碳纳米线按照质量体积比g:mL为1:10的比例浸入质量分数68%浓硝酸中处理12小时，然后冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到碳纳米线分散液，碳纳米线分散液的质量浓度为1wt%；
（2）将步骤（1）的碳纳米线分散液加入到浓度为0.02mol/L的钨酸钠溶液中得到混合液，碳纳米线分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:2；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，超声雾化量为1L/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度180℃，加热段温度为200℃，保温段温度为钨盐分解温度+50℃（~800℃），其中保温段的长度为150cm，保温温度略高于钨盐分解温度，喷雾热解管的直径100mm，得到包覆WO3的碳纳米线复合粉体，通过还原得到包覆W的碳纳米线复合粉体，还原气氛中含体积分数5.0%H2，其余为氩气，还原温度为300℃，还原时间为3小时；
（4）将步骤（3）的包覆W的NCM复合粉体用铜箔进行封装后抽真空，然后放置在实施例1的装置的主管道12中，并用铜挡板固定在主管道12内壁上，打开真空阀7，对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，关闭真空阀7，将铜在熔炼炉3中进行熔炼后进入到支管道Ⅰ4中，然后进入主管道12中，活塞Ⅰ2的压铸压力为50MPa；支管道Ⅰ4、主管道12外部保温层进行保温，温度传感器测量温度，当温度降低时，开启保温层内的电加热线圈进行加热，活塞Ⅰ2将铜液和铜箔包裹的复合粉体一起推入模具腔体10中，进去之前紊流器16进行搅拌，混合熔体在模具腔体10内的填充速度为40米/秒，混合熔体填充满模具腔体10的时间为0.6秒，进入模具腔体10冷却后得到碳纳米线/W/Cu复合材料，铜基复合材料中铜的质量百分比含量为95%。
该复合材料的致密度为98.5%，导电率为98.0%，屈服强度可以达到255MPa。
实施例9
一种铜基复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）将石墨化碳纳米管进行酸化处理，将石墨化碳纳米管按照质量体积比g:mL为1:50的比例浸入质量分数68%浓硝酸中处理0.5小时，然后冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到石墨化碳纳米管分散液，石墨化碳纳米管分散液的质量浓度为10.0wt%；
（2）将步骤（1）的石墨化碳纳米管分散液加入到浓度为0.01mol/L的偏钨酸铵溶液中得到混合液，石墨化碳纳米管分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:3；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，超声雾化量为700mL/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度150℃，加热段温度为300℃，保温段温度为钨盐分解温度+50℃（~550℃），其中保温段的长度为150cm，保温温度略高于钨盐分解温度，喷雾热解管的直径100mm，得到包覆WO3的石墨化碳纳米管复合粉体，通过还原得到包覆W的石墨化碳纳米管复合粉体，还原气氛中含体积分数6.0%H2，其余为氮气，还原温度为220℃，还原时间为5小时；
（4）将步骤（3）包覆W的NCM复合粉体用铜箔进行封装后，再在真空条件下对铜箔进行喷砂处理10分钟，然后放置在实施例1的装置的主管道12中，并用铜挡板固定在主管道12内壁上，打开真空阀7，对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，关闭真空阀7，然后进入主管道12中，活塞Ⅰ2的压铸压力为100MPa；支管道Ⅰ4、主管道12外部保温层进行保温，温度传感器测量温度，当温度降低时，开启保温层内的电加热线圈进行加热，活塞Ⅰ2将铜液和铜箔包裹的复合粉体一起推入模具腔体10中，进去之前紊流器16进行搅拌，混合熔体在模具腔体10内的填充速度为80米/秒，混合熔体填充满模具腔体10的时间为1.0秒，进入模具腔体10冷却后得到石墨化碳纳米管/W/Cu复合材料，铜基复合材料中铜的质量百分比含量为95%。
该复合材料的致密度为98.4%，导电率为97.8%，抗拉强度可以达到236MPa。
实施例10
一种铜基复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）将碳量子点进行酸化处理，将碳量子点按照质量体积比g:mL为1:1的比例浸入质量分数68%浓硝酸中处理0.5小时，然后冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到碳量子点分散液，碳量子点分散液的质量浓度为10.0wt%；
（2）将步骤（1）的碳量子点分散液加入到浓度为0.01mol/L的偏钨酸铵溶液中得到混合液，碳量子点分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:50；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，超声雾化量为10L/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度190℃，加热段温度为300℃，保温段温度为钨盐分解温度+50℃（~550℃），其中保温段的长度为200cm，保温温度略高于钨盐分解温度，喷雾热解管的直径100mm，得到包覆WO3的碳量子点复合粉体，通过还原得到包覆W的碳量子点复合粉体，还原气氛中含体积分数10.0%H2，其余为氮气，还原温度为380℃，还原时间为1小时；
（4）将步骤（3）将包覆W的NCM复合粉体用铜箔进行封装后，再在真空条件下对铜箔进行喷丸处理30分钟，然后放置在实施例1的装置的主管道12中，；打开真空阀7，对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，关闭真空阀7，然后将铜在熔炼炉3中进行熔炼后进入到支管道Ⅰ4中，然后进入主管道12中，活塞Ⅰ2的压铸压力为120MPa；支管道Ⅰ4、主管道12外部保温层进行保温，温度传感器测量温度，当温度降低时，开启保温层内的电加热线圈进行加热，活塞Ⅰ2将铜液和铜箔包裹的复合粉体一起推入模具腔体10中，进去之前紊流器16进行搅拌，混合熔体在模具腔体10内的填充速度为50米/秒，混合熔体填充满模具腔体10的时间为0.01秒，进入模具腔体10冷却后得到碳量子点/W/Cu复合材料，铜基复合材料中铜的质量百分比含量为95%。
该复合材料的致密度为98.1%，导电率为97.7%，抗拉强度可以达到267MPa。
实施例11
一种铜基复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）将碳量子点进行酸化处理，将碳量子点按照质量体积比g:mL为1:70的比例浸入质量分数68%浓硝酸中处理24小时，然后冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到碳量子点分散液，碳量子点分散液的质量浓度为0.1wt%；
（2）将步骤（1）的碳量子点分散液加入到浓度为0.01mol/L的仲钨酸铵溶液中得到混合液，碳量子点分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:60；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，超声雾化量为600mL/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度170℃，加热段温度为400℃，保温段温度为钨盐分解温度+50℃（~500℃），其中保温段的长度为150cm，保温温度略高于钨盐分解温度，喷雾热解管的直径100mm，得到包覆WO3的碳量子点复合粉体，通过还原得到包覆W的碳量子点复合粉体，还原气氛中含体积分数8.0%H2，其余为氮气，还原温度为240℃，还原时间为4小时；
（4）将步骤（3）的包覆W的NCM复合粉体用铜箔进行封装后，在真空条件下对铜箔进行喷砂处理20分钟，然后放置在实施例1的装置的主管道12中，打开真空阀7，对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，关闭真空阀7，然后将铜在熔炼炉3中进行熔炼后进入到支管道Ⅰ4中，然后进入主管道12中，活塞Ⅰ2的压铸压力为20MPa；支管道Ⅰ4、主管道12外部保温层进行保温，温度传感器测量温度，当温度降低时，开启保温层内的电加热线圈进行加热，活塞Ⅰ2将铜液和铜箔包裹的复合粉体一起推入模具腔体10中，进去之前紊流器16进行搅拌，混合熔体在模具腔体10内的填充速度为10米/秒，混合熔体填充满模具腔体10的时间为0.01秒，进入模具腔体10冷却后得到碳量子点/W/Cu复合材料，铜基复合材料中铜的质量百分比含量为95%。
该复合材料的致密度为98.2%，导电率为96.6%，抗拉强度可以达到262MPa。
实施例12
一种铜基复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）将碳量子点进行酸化处理，将碳量子点按照质量体积比g:mL为1:40的比例浸入质量分数68%浓硝酸中处理0.5-2410小时，然后冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到碳量子点分散液，碳量子点分散液的质量浓度为5.0wt%；
（2）将步骤（1）的碳量子点分散液加入到浓度为0.01mol/L的仲钨酸铵溶液中得到混合液，碳量子点分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:200；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，超声雾化量为600mL/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度160℃，加热段温度为450℃，保温段温度为钨盐分解温度+50℃（~500℃），其中保温段的长度为100cm，保温温度略高于钨盐分解温度，喷雾热解管的直径100mm，得到包覆WO3的碳量子点复合粉体，通过还原得到包覆W的碳量子点复合粉体，还原气氛中含体积分数6.0%H2，其余为氩气，还原温度为280℃，还原时间为2小时；
（4）将步骤（3）的包覆W的碳量子点复合粉体用铜网包裹后放置在实施例1的装置的主管道12中，将包覆W的NCM复合粉体用铜网包裹的方法：将包覆W的NCM复合粉体进行预烧结后采用铜网进行包裹，预烧结温度500℃，时间0.5小时，压力为80MPa，气氛含氢的惰性气氛，含氢的惰性气氛中含体积分数10.0%的H2，其余为氮气；打开真空阀7，对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，关闭真空阀7，然后将铜在熔炼炉3中进行熔炼后进入到支管道Ⅰ4中，然后进入主管道12中，活塞Ⅰ2的压铸压力为120MPa；支管道Ⅰ4、主管道12外部保温层进行保温，温度传感器测量温度，当温度降低时，开启保温层内的电加热线圈进行加热，活塞Ⅰ2将铜液和铜网包裹的复合粉体一起推入模具腔体10中，进去之前紊流器16进行搅拌，混合熔体在模具腔体10内的填充速度为180米/秒，混合熔体填充满模具腔体10的时间为1.0秒，进入模具腔体10冷却后得到碳量子点/W/Cu复合材料，铜基复合材料中铜的质量百分比含量为95%。
该复合材料的致密度为98.3%，导电率为97.6%，抗拉强度可以达到258MPa。
实施例13
一种铜基复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）将碳量子点进行酸化处理，将碳量子点按照质量体积比g:mL为1:60的比例浸入酸溶液中处理12小时，软溶液为酸溶液为质量分数68%浓硝酸何质量分数98%浓硫酸体积比1:3混合得到，然后冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到碳量子点分散液，碳量子点分散液的质量浓度为3wt%；
（2）将步骤（1）的碳量子点分散液加入到浓度为10mol/L的偏钨酸铵溶液中得到混合液，碳量子点分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:300；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，超声雾化量为800mL/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度185℃，加热段温度为300℃，保温段温度为钨盐分解温度+50℃（~550℃），其中保温段的长度为200cm，保温温度略高于钨盐分解温度，喷雾热解管的直径100mm，得到包覆WO3的碳量子点复合粉体，通过还原得到包覆W的碳量子点复合粉体，还原气氛中含体积分数10.0%H2，其余为氮气，还原温度为380℃，还原时间为1小时；
（4）将步骤（3）的包覆W的碳量子点复合粉体用铜网包裹后放置在实施例1的装置的主管道12中，将包覆W的NCM复合粉体用铜网包裹的方法：将包覆W的NCM复合粉体进行预烧结后采用铜网进行包裹，真空下，预烧结温度300℃，时间2小时，压力为50MPa；打开真空阀7，对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，关闭真空阀7，然后将铜在熔炼炉3中进行熔炼后进入到支管道Ⅰ4中，然后进入主管道12中，活塞Ⅰ2的压铸压力为120MPa；支管道Ⅰ4、主管道12外部保温层进行保温，温度传感器测量温度，当温度降低时，开启保温层内的电加热线圈进行加热，活塞Ⅰ2将铜液和铜网包裹的复合粉体一起推入模具腔体10中，进去之前紊流器16进行搅拌，混合熔体在模具腔体10内的填充速度为10米/秒，混合熔体填充满模具腔体10的时间为1.0秒，进入模具腔体10冷却后得到碳量子点/W/Cu复合材料， 铜基复合材料中铜的质量百分比含量为95%。
该复合材料的致密度为98.3%，导电率为96.9%，抗拉强度可以达到257MPa。
实施例14
一种铜基复合材料的制备方法，具体步骤如下：
（1）将碳量子点进行酸化处理，将碳量子点按照质量体积比g:mL为1:5的比例浸入质量分数68%浓硝酸中处理0.5小时，然后冷冻干燥后，均匀分散到水溶液中，进行超声搅拌得到碳量子点分散液，碳量子点分散液的质量浓度为5.0wt%；
（2）将步骤（1）的碳量子点分散液加入到浓度为6mol/L的偏钨酸铵溶液中得到混合液，碳量子点分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:600；
（3）将步骤（2）的混合液进行超声雾化后通入到喷雾热解炉中进行分解和煅烧，超声雾化量为500mL/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度190℃，加热段温度为300℃，保温段温度为钨盐分解温度+50℃（~550℃），其中保温段的长度为100cm，保温温度略高于钨盐分解温度，喷雾热解管的直径100mm，得到包覆WO3的碳量子点复合粉体，通过还原得到包覆W的碳量子点复合粉体，还原气氛中含体积分数1.0%H2，其余为氮气，还原温度为250℃，还原时间为4.5小时；
（4）将步骤（3）的包覆W的碳量子点复合粉体用铜网包裹后放置在实施例1的装置的主管道12中，将包覆W的NCM复合粉体用铜网包裹的方法：将包覆W的NCM复合粉体进行预烧结后采用铜网进行包裹，预烧结温度400℃，时间1小时，压力为20MPa，气氛为氮气气氛；打开真空阀7，对支管道Ⅰ4、主管道12、支管道Ⅱ13、模具腔体10抽真空，关闭真空阀7，然后将QSn8-0.3锡青铜在熔炼炉3中进行熔炼后进入到支管道Ⅰ4中，然后进入主管道12中，活塞Ⅰ2的压铸压力为10MPa；支管道Ⅰ4、主管道12外部保温层进行保温，温度传感器测量温度，当温度降低时，开启保温层内的电加热线圈进行加热，活塞Ⅰ2将QSn8-0.3锡青铜液和铜网包裹的复合粉体一起推入模具腔体10中，进去之前紊流器16进行搅拌，混合熔体在模具腔体10内的填充速度为50米/秒，混合熔体填充满模具腔体10的时间为0.5秒，进入模具腔体10冷却后得到碳量子点/W/QSn8-0.3锡青铜复合材料，铜基复合材料中铜的质量百分比含量为95%。
该复合材料的致密度为98.5%，导电率为97.8%，抗拉强度可以达到255MPa。

Claims (9)

1.一种铜基复合材料的制备方法，其特征在于，具体步骤如下：
（1）将碳纳米材料进行酸化处理并冷冻干燥后，均匀分散到水中，超声搅拌得到碳纳米材料分散液；
（2）将步骤（1）的碳纳米材料分散液加入到钨盐溶液中得到混合液；
（3）将步骤（2）的混合液超声雾化后进行喷雾热解，得到包覆WO3的NCM复合粉体，还原得到包覆W的NCM复合粉体；
（4）将步骤（3）的包覆W的NCM复合粉体与真空熔炼后的铜或铜合金进行混合压铸，制备得到铜基复合材料；
混合压铸的装置包括液压泵（1）、活塞Ⅰ（2）、熔炼炉（3）、支管道Ⅰ（4）、止逆阀Ⅰ（5）、止逆阀Ⅱ（6）、真空阀（7）、活塞Ⅱ（8）、气动泵（9）、模具腔体（10）、止逆阀Ⅲ（11）、主管道（12）、支管道Ⅱ（13）、刻度尺（14）、加料口（15）、多个紊流器（16）、保温层、温度传感器；液压泵（1）输出端与活塞Ⅰ（2）一端连接，活塞Ⅰ（2）另一端位于主管道（12）内，主管道（12）另一端与模具腔体（10）内部联通，模具腔体（10）内部入口处设置止逆阀Ⅲ（11）；主管道（12）两侧联通一根以上的支管道Ⅰ（4）、一根以上的支管道Ⅱ（13），支管道Ⅰ（4）比支管道Ⅱ（13）更靠近活塞Ⅰ（2），支管道Ⅰ（4）、主管道（12）、支管道Ⅱ（13）外部包覆保温层，保温层内设置电加热线圈；多个紊流器（16）设置在主管道（12）内壁，紊流器（16）位于支管道Ⅱ（13）和模具腔体（10）之间，比支管道Ⅰ（4）和支管道Ⅱ（13）更靠近模具腔体（10）；支管道Ⅰ（4）与主管道（12）联通处设置止逆阀Ⅰ（5），支管道Ⅰ（4）与熔炼炉（3）联通；支管道Ⅱ（13）与主管道（12）联通处设置止逆阀Ⅱ（6），支管道Ⅱ（13）另一端设置活塞Ⅱ（8），活塞Ⅱ（8）另一端与气动泵（9）连接，支管道Ⅱ（13）上设有加料口（15）；刻度尺（14）设置在支管道Ⅱ（13）外部，真空阀（7）与支管道Ⅱ（13）联通；三个温度传感器分别设置在支管道Ⅰ（4）、主管道（12）、支管道Ⅱ（13）内，支管道Ⅰ（4）与主管道（12）之间的夹角为α，为0﹤α≤90°；支管道Ⅱ（13）与主管道（12）之间的夹角为θ，为0﹤θ≤90°。
2.根据权利要求1所述铜基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（1）碳纳米材料为碳量子点、碳纳米管、碳纳米线、碳纳米球、石墨烯或富勒烯；碳纳米材料进行酸化处理是将碳纳米材料按照质量体积比g:mL为1:1-100的比例浸入酸溶液中处理0.5-24小时，酸溶液为质量分数为68%浓硝酸、质量分数为98%的浓硫酸、质量分数为40%的氢氟酸中的一种或几种任意比例混合；碳纳米材料分散液的质量浓度为0.1%-10.0%。
3.根据权利要求1所述铜基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（2）钨盐溶液为浓度大于等于0.01mol/L的偏钨酸铵溶液、仲钨酸铵溶液、钨酸钠溶液或氯化钨溶液，碳纳米材料分散液与钨盐溶液的混合体积比为1:1-1000。
4.根据权利要求1所述铜基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（3）超声雾化量为100 mL/h-10L/h；喷雾热解温度区间包括预热段、加热段、保温段、冷却段，预热段温度<200℃，加热段温度为200℃-钨盐分解温度，保温段温度为钨盐分解温度+50℃，其中保温段的长度为10cm-200cm；还原气氛中含体积分数1.0%-10.0%H2，其余为氮气或者氩气，还原温度为200-380℃，还原时间为1-6小时。
5.根据权利要求1所述铜基复合材料的制备方法，其特征在于，步骤（4）铜基复合材料中铜的质量百分比含量为90-99.9%；混合压铸时，包覆W的NCM复合粉体的添加方式为：制备成包覆W的NCM复合块体后添加；或将包覆W的NCM复合材料用铜网或铜箔包裹后添加；或包覆W的NCM复合粉体直接添加。
6.根据权利要求5所述铜基复合材料的制备方法，其特征在于，包覆W的NCM复合块体的制备方法：将包覆W的NCM复合粉体压制成形后进行真空预烧结得到块体，压制成形的压力10-120MPa，真空预烧结的温度为300-600℃，烧结时间为10-240min，块体为直径1-3cm，高度1-3cm的圆柱体，或是棱长1-3cm的立方块体。
7.根据权利要求5所述铜基复合材料的制备方法，其特征在于，将包覆W的NCM复合粉体用铜箔包裹的方法：将包覆W的NCM复合粉体用铜箔进行封装并抽真空后直接使用，或将包覆W的NCM复合粉体用铜箔进行封装后在真空或惰性气氛下对铜箔进行喷砂或者喷丸处理10-30分钟；将包覆W的NCM复合粉体用铜网包裹的方法：将包覆W的NCM复合粉体进行预烧结后采用铜网进行包裹，预烧结温度为300-500℃，时间为0.5-2小时，压力为10-50MPa，在真空、惰性气氛或含氢的惰性气氛进行烧结，含氢的惰性气氛中含体积分数1.0%-10.0%的H2，其余为氮气或氩气。
8.根据权利要求5所述铜基复合材料的制备方法，其特征在于，混合压铸时复合材料的添加方法为：当添加材料为包覆W的NCM复合块体和铜网或铜箔包裹的包覆W的NCM复合材料时，将材料放置在主管道（12）中；当包覆W的NCM复合粉体直接添加时，将包覆W的NCM复合粉体放置在支管道Ⅱ（13）中。
9.根据权利要求1所述铜基复合材料的制备方法，其特征在于，压铸压力为10-120MPa，模具腔体（10）填充满的时间为0.01-1.0秒，填充速度为10-80米/秒；支管道Ⅱ（13）的推进压力为30-150MPa，推进速度为10-100米/秒，支管道Ⅱ（13）内的温度为50-200℃。
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