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公开(公告)号:CN104087878B
公开(公告)日:2015-12-09
申请号:CN201410306561.4
申请日:2014-06-30
Applicant: 北京科技大学
IPC: C22C47/10 , C22C47/02 , C22C101/00 , C22C121/00
Abstract: 一种发动机气缸活塞用复合材料的制备方法,属于金属基复合材料领域。先将金刚石微粉、氧化铝纤维、碳化钛纤维增强体粉末以及聚乙烯醇溶液按照体积占比为20~25%,5~10%,5~10%,55~70%的比例混合均匀后进行压制成形得到增强体坯体,坯体在空气中于50~60℃烘干4~5小时后置于熔渗炉石墨模具中进行预热,然后将成分为Al~(10~12)Si%、温度为700~750℃的熔融铝合金倒入石墨模具中进行加压,加压完成后得到金刚石颗粒、氧化铝纤维以及由碳化钛与铝硅合金熔渗过程中原位反应生成的钛硅碳纤维复合增强的铝基复合材料块体,然后按照最终活塞尺寸进行加工得到成品。本发明制备的活塞质量轻、使用过程中尺寸稳定性高、散热性及耐磨性能好,能全面提高气缸工作的稳定性和可靠性。
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公开(公告)号:CN103589894B
公开(公告)日:2015-06-17
申请号:CN201310590655.4
申请日:2013-11-21
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种制备二维散热用鳞片状石墨与金刚石颗粒取向增强铜基复合材料的方法,属于金属基复合材料研究领域。鳞片状石墨具有优异的二维散热性能,金刚石颗粒也具有高的导热率,将二者混合并使得石墨片在X-Y平面取向排列后,再与铜进行熔渗复合可以制备出在X-Y平面具有高导热率的(鳞片状石墨+金刚石颗粒)/Cu复合材料。本发明还在混合鳞片状石墨与金刚石颗粒过程中加入一定粒度和含量的Cr粉末,Cr粉末在后期Cu的熔渗过程中能够固熔到Cu液中,同时富集在金刚石颗粒和石墨片的表面并与金刚石颗粒和石墨片发生界面反应,使得界面由原来的机械结合变为化学冶金结合,从而大大降低界面热阻。本发明所制备的复合材料导热率在X-Y平面导热率超过650W/mK,Z平面导热率超过200W/mK。
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公开(公告)号:CN103924119A
公开(公告)日:2014-07-16
申请号:CN201410163989.8
申请日:2014-04-23
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种高导热石墨鳞片增强铜基复合材料及制备方法,属于高性能电子封装功能材料领域。复合材料由基体铜或铜合金和已镀覆的增强相高导热石墨鳞片两部分组成,其中镀覆后的石墨鳞片的体积分数为20%-80%。材料制备步骤为:首先对石墨鳞片进行表面改性,在石墨鳞片的表面镀上金属钛、铬、钼、钨或者其相关碳化物的镀层;然后将表面改性后的石墨鳞片与金属基体粉末加入到含有粘结剂、塑性剂的溶剂中,混合均匀得到混合浆料,将浆料放入挤制模具中进行定向挤制,随后脱去粘结剂得到预烧结薄片。将薄片层叠后烧结得到复合材料。本发明所制备的复合材料中鳞片增强相与基体结合良好,鳞片在基体中实现定向排列,具有超高的热导率、可控的热膨胀系数以及良好的加工性。
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公开(公告)号:CN103589895A
公开(公告)日:2014-02-19
申请号:CN201310594027.3
申请日:2013-11-21
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明提供一种低成本制备高精度金刚石/Cu复合材料零件的方法。金刚石与Cu直接结合时界面结合差,热阻大,此外金刚石/Cu复合材料的硬度较大,很难进行二次加工。本发明采用热固性酚醛树脂做成形剂,先制备多孔金刚石坯体,然后采用熔渗的工艺与Cu进行复合。为了改善金刚石与Cu的界面结合,在制备金刚石坯体的过程中加入一定量的Cr粉末,Cr粉末在后期Cu的熔渗过程中能够固熔到Cu液中,同时富集在金刚石颗粒的表面并与金刚石颗粒发生界面反应,使得界面由原来的机械结合变为化学冶金结合。由于Cr粉末是在金刚石坯体成形过程中直接混入到粉末中,避免了镀覆等工艺,因此大大降低了生产的成本。所制备的复合材料导热率超过500W/mK,尺寸精度可以控制在±0.5%范围内。
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公开(公告)号:CN102875151B
公开(公告)日:2014-01-15
申请号:CN201210414247.9
申请日:2012-10-26
Applicant: 北京科技大学
IPC: C04B35/565 , C04B35/63 , C04B35/622
Abstract: 本发明涉及一种制备低体积分数多孔碳化硅陶瓷坯体的方法,将常规陶瓷凝胶注模成形丙烯酰胺凝胶体系中的水用硅溶胶替代,形成硅溶胶-聚丙烯酰胺双凝胶网络体系。通过控制硅溶胶与丙烯酰胺的比例,并在浆料中添加一定比例的石墨粉,可以使得凝胶坯体在室温具有一定的强度,同时排胶后留下的硅溶胶凝胶网络还可以使坯体具备一定的强度,满足后期熔渗金属对坯体强度的要求。浆料中添加石墨粉能够有效避免碳化硅颗粒在凝胶过程中由于体积分数过低导致粘度低而产生沉降现象,石墨粉可以在排胶后期于空气中烧掉。采用上述方法可以以较低的成本制备体积分数为15~45%、强度超过3MPa、闭孔隙率小于0.5%的多孔碳化硅坯体。
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公开(公告)号:CN102030556B
公开(公告)日:2012-10-31
申请号:CN201010541467.9
申请日:2010-11-11
Applicant: 北京科技大学
IPC: C04B38/00 , C04B35/52 , C04B35/622
Abstract: 一种金刚石/碳化硅陶瓷基复合材料的制备方法,属于陶瓷材料领域。其特征是原料重量百分比为:5~15%的粘接剂,15~45%的碳化硅粉,40~80%的金刚石颗粒。原料经8~24h湿混,75~250MPa压力下模压成形得到复合材料毛坯,毛坯在空气中氧化,氧化温度200℃,氧化时间6~10h,在氮气保护气氛中800~1200℃温度下烧结8~15h,随炉冷却。然后经真空浸渍、氧化、烧结和冷却,循环3-7次即可获得致密的金刚石/碳化硅陶瓷基复合材料。氧化温度200℃,氧化时间6~10h,在氮气保护气氛中800~1200℃温度下烧结8~15h,随炉冷却。本发明方法设备要求低,成本低,可制备出复杂形状致密金刚石/碳化硅陶瓷基复合材料。
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公开(公告)号:CN101768706B
公开(公告)日:2012-09-05
申请号:CN201010033735.6
申请日:2010-01-05
Applicant: 北京科技大学
IPC: C22C47/08 , C22C49/02 , B32B9/04 , C22C101/10 , C22C121/00
Abstract: 一种高体积分数金刚石颗粒增强铜基复合材料零件的制备方法,属于金属材料领域,其特征为复合材料由铜或铜合金、金刚石颗粒和过渡层组成,其中铜或铜合金体积分数为32-45%,金刚石颗粒和过渡层体积分数为55-68%。采用生产工艺步骤为:先采用真空盐浴镀法在金刚石表面形成TiC和Ti的复合薄镀层,然后再将改性的金刚石粉末添加适量粘结剂后压制成零件形状的多孔预制坯,最后将多孔预制坯和铜或铜合金一起置入真空条件下进行无压熔渗处理,得到具有高体积分数、高致密的金刚石-铜复合材料零件。本发明的优点是可以直接制备出具有高体积分数、形状复杂的金刚石-铜复合材料零件,且复合材料零件的致密度高,组织分布均匀,可实现大批量生产,且生产成本低。
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公开(公告)号:CN101244936B
公开(公告)日:2010-06-02
申请号:CN200810102523.1
申请日:2008-03-24
Applicant: 北京科技大学
IPC: C04B35/565 , C04B35/634 , C04B35/638
Abstract: 本发明属于金属基复合材料研究领域,提供一种金属(如Cu,Al等)熔渗用注射成形SiC陶瓷预成形坯的强化方法。其特征在于:将采用蜡基粘结剂体系注射成形的SiC注射坯经过溶剂脱脂和部分热脱脂后,放入浓度为0.8wt%~1.2wt%、模数2.2~2.5的钠水玻璃溶液中,于室温下浸渍均匀后取出干燥;之后继续进行热脱脂直到浸渍前坯体中剩余的粘结剂完全脱除。脱脂分成两步,第一步热脱脂,温度控制在350℃~380℃;脱脂时间为0.5~2小时;然后浸渍、干燥;之后进行第二步热脱脂,脱脂温度控制在550℃~600℃,脱脂时间为0.5~2小时。在此过程中,坯体由未强化前的0.2MPa增加到4MPa,可以较好的满足使用要求。该种方法不但能够有效地增加坯体强度,而且引入的杂质较少,对最终所制备的复合材料的性能不会产生明显的影响。
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公开(公告)号:CN101538661A
公开(公告)日:2009-09-23
申请号:CN200910083641.7
申请日:2009-05-06
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 本发明属于金属基复合材料研究领域,涉及一种制备高导热金刚石/Al复合材料的方法。其特征是先采用真空或盐浴镀覆的方法在粒度为10-150μm的金刚石粉体表面镀覆厚度0.1-5μm的Ti层后,然后再通过SPS粉末冶金或熔渗工艺与Al进行复合的方法来提高金刚石/Al复合材料的导热性能;金刚石与Al粉末的体积比为75~50∶25~50;金刚石-Al的界面结合由原来的机械物理结合变成强的化学结合,这样复合材料的热导率由原来的200W/m·K提高到407W/m·K。该方法不仅可以有效地提高金刚石/Al复合材料的热导率,而且可以防止金刚石粉体的高温石墨化。
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公开(公告)号:CN100449012C
公开(公告)日:2009-01-07
申请号:CN200710064281.7
申请日:2007-03-08
Applicant: 北京科技大学
Abstract: 一种复杂形状高体分比SiCp/Al复合材料的制备方法,属金属基复合材料研究领域。配制含单体、交联剂、分散剂的预混液,向其中加入SiC粉,球磨得到SiC体积含量为50~70%的稳定悬浮体,加入引发剂和催化剂,搅拌均匀后注入无孔模具内,50~70℃的保温箱中实现固化成型,得到生坯,干燥、排胶、预烧结后得到SiC骨架,将含4~8%Mg、6~12%Si的Al合金置于骨架合适位置放入加热炉中,惰性气氛保护下升温至900~1200℃,充入高纯氮气,保温1~6小时,冷却,得到SiCp/Al复合材料。本发明优点在于,适合制备复杂形状高体分比大尺寸的SiCp/Al复合材料构件,近终成型,成本低廉。
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