哈尔滨工业大学朱嘉琦获国家专利权
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龙图腾网获悉哈尔滨工业大学申请的专利一种无压熔渗法近净成型金刚石/铝复合材料的方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN116871516B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2026-03-27发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202310838642.8,技术领域涉及:B22F1/18;该发明授权一种无压熔渗法近净成型金刚石/铝复合材料的方法是由朱嘉琦;庞锦焯;曹文鑫;苏振华;叶之杰;赵坤龙设计研发完成,并于2023-07-10向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种无压熔渗法近净成型金刚石/铝复合材料的方法在说明书摘要公布了:一种无压熔渗法近净成型金刚石铝复合材料的方法,本发明涉及金刚石铝复合材料的制备方法。本发明要解决现有无压熔渗制备金刚石铝复合材料存在致密度差,残余有机物粘结剂影响热性能的问题。方法:一、制备双镀层金刚石粉末;二、制备金刚石多孔骨架;三、无压熔渗纯铝。本发明用于无压熔渗法近净成型金刚石铝复合材料。
本发明授权一种无压熔渗法近净成型金刚石/铝复合材料的方法在权利要求书中公布了:1.一种无压熔渗法近净成型金刚石铝复合材料的方法,其特征在于它是按照以下步骤进行的: 一、制备双镀层金刚石粉末: ①在金刚石颗粒表面沉积一层金属的镀层M,得到镀覆金刚石,将镀覆金刚石放入真空气氛炉中,抽真空至炉内真空度小于10-3Pa,或以流速为20sccm~30sccm通入惰性气体,在升温速率为5℃min~10℃min的条件下,升温至800℃~1200℃,然后在温度为800℃~1200℃的条件下,保温1h~4h,得到覆有碳化物层MC的金刚石; 所述的镀层M为Ti镀层;所述的镀层M的厚度为50nm~1μm; ②将覆有碳化物层MC的金刚石依次进行敏化处理、水洗、表面活化处理、水洗及烘干,最后置于化学镀铜镀液中,在温度为50℃~60℃的条件下化学镀铜形成外镀层Cu,得到Cu@MC双镀层金刚石; 所述的Cu@MC双镀层金刚石中覆有碳化物层MC的金刚石与外镀层Cu的质量比为1:0.2~0.8; 所述的敏化处理具体是将金刚石加入到敏化液中,搅拌处理3min~5min;所述的敏化液具体是按以下步骤制备:将SnCl2溶解于去离子水中,得到浓度为10gL~50gL的SnCl2溶液,然后将质量分数为10%~20%的稀盐酸逐滴加入到SnCl2溶液中,直至溶液由白色变澄清; 所述的表面活化处理具体是将金刚石加入到活化液中,搅拌处理3min~5min;所述的活化液具体是按以下步骤制备:将PbCl2溶解在质量百分数为35%~36%的浓盐酸中,然后加入去离子水稀释至溶液中PbCl2的浓度为0.5gL~1.5gL; 所述的化学镀铜镀液是由CuSO4·5H2O、质量百分数为20%~40%的HCHO水溶液、EDTA、C4O6H4KNa、二联吡啶、亚铁氰化钾及水混合而成,且化学镀铜镀液中CuSO4·5H2O的加入量为15gL~20gL,质量百分数为20%~40%的HCHO水溶液的加入量为10mLL~15mLL,EDTA的加入量为10gL~15gL,C4O6H4KNa的加入量为10gL~15gL,二联吡啶的加入量为0.01gL~0.02gL,亚铁氰化钾的加入量为0.005gL~0.01gL; 二、制备金刚石多孔骨架: ①将Cu@MC双镀层金刚石与Sn粉混合均匀,得到混合粉末,将混合粉末倒入烧结模具中振实,然后置于真空气氛炉中,先抽真空至炉内真空度≤10Pa,再以流速为20sccm~30sccm通入还原气体,在升温速率为5℃min~10℃min的条件下,升温至800℃~1050℃,然后在烧结温度为800℃~1050℃的条件下,保温0.5h~2h,最后以降温速率为5℃min~10℃min冷却至室温并脱模,得到金刚石多孔骨架;所述的Sn粉纯度为99.99%,平均粒径为1μm~10μm;所述的还原气体为氢气或一氧化碳; 所述的Cu@MC双镀层金刚石与Sn粉的质量比为100:0.05~2; ②将金刚石多孔骨架包入橡胶模套中,然后置于冷等静压机中,在压力为60MPa~80MPa的条件下,保压3min~5min,最后卸压并脱模取出,得到高金刚石体积分数的金刚石骨架; 三、无压熔渗纯铝: ①利用Sn箔将高金刚石体积分数的金刚石骨架包裹,得到包裹后的骨架,将纯铝块覆盖在包裹后的骨架上表面并置于熔渗模具内,得到待熔渗件,将待熔渗件进行熔渗,得到成型件; 或者将纯铝块覆盖在高金刚石体积分数的金刚石骨架上表面,且在纯铝块与高金刚石体积分数的金刚石骨架的接触面铺设Sn粉层,然后置于熔渗模具内,得到待熔渗件,将待熔渗件进行熔渗,得到成型件; 所述的熔渗具体是按以下步骤进行:将待熔渗件置于真空气氛炉中,抽真空至炉内真空度≤10-3Pa,或以流速为20sccm~30sccm通入氩气,在升温速率为10℃min~20℃min的条件下,升温至700℃~900℃,然后在熔渗温度为700℃~900℃的条件下,保温时间为2h~4h,随炉冷却到室温并脱模,通过机械切割或研磨抛光去除熔渗件表面多余铝,得到成型件; ②将成型件置于真空退火炉中,以流速为20sccm~30sccm通入氩气,在升温速率为5min~10℃min的条件下,升温至400℃~550℃,然后在退火温度为400℃~550℃的条件下,保温2h~6h,随炉冷却到室温,得到金刚石铝复合材料。
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