1.Al4SiC4与Cr协同强化铜材料,其特征是,组成为:(Cu100-xCrx)100-y(Al4SiC4)y;x为Cr元素在Cu100-xCrx合金中的原子百分比,1at% ≤ x ≤10 at%,y为Al4SiC4在复合材料中的体积百分比,1 vol% ≤y ≤ 30 vol %。
2.权利要求1所述的Al4SiC4与Cr协同强化网/球状铜材料,其特征是,2at% ≤ x ≤7 at% (优选的,3at% ≤ x ≤6 at%)。
3.权利要求1所述的Al4SiC4与Cr协同强化网/球状铜材料,其特征是,5 vol% ≤y ≤
25 vol % (优选的,8 vol% ≤ x ≤16 vol%)。
4.Al4SiC4与Cr协同强化网/球状铜材料的制备方法,其特征是,步骤如下:
步骤1:按照(Cu100-xCrx)100-y(Al4SiC4)y的成分配比,称量Cu、Cr和Al4SiC4粉料,并称量硬脂酸,按照每100克0.5~5毫升的比例量取乙醇,调制出硬脂酸与乙醇混合的球磨过程控制剂;
步骤2:将步骤1准备的Al4SiC4和一半质量的Cu原材料、钢球与机械球磨过程控制剂,装入真空球磨罐,之后封盖、抽真空、充入高纯氩,进行高能机械球磨,球磨时间30~150小时,球磨转速250~500转/分钟,获得Cu包Al4SiC4的高活性纳米晶粉体;在无氧环境中,将Cu/Al4SiC4纳米晶粉与步骤1准备的Cr粉和另一半质量的Cu粉一起装入带有球磨过程控制剂的真空罐内,之后抽真空和充入高纯氩,并在球磨机上进行短时间球磨,此时的球料比及转速,与上述球磨Cu/Al4SiC4的参数范围相同,球磨时间为5~25小时,获得Cu、Cr和Al4SiC4分布均匀的粉料;
步骤3:将步骤2制备得的粉体,放入真空热压烧结炉的模具里,把炉内真空度抽至10-3~
10-4pa数量级,之后进行热压烧结,加热与加压过程异步进行,升温到420℃后开始施加压力,烧结结束后炉冷至室温,获得硬度高且导电性良好的铜基复合材料。
5.权利要求4所述的制备方法,其特征是,步骤1:Cu、Cr和Al4SiC4粉料的平均粒径为10微米,纯度在99%以上。
6.权利要求4所述的制备方法,其特征是,步骤1:硬脂酸的用量为Cu、Cr和Al4SiC4粉料总质量的0.1~5% (优选的,硬脂酸的用量为Cu、Cr和Al4SiC4粉料总质量的0.5~2%)。
7.权利要求4所述的制备方法,其特征是,步骤2:将步骤1准备的Cu和Al4SiC4原材料、钢球与机械球磨过程控制剂,装入真空球磨罐,球料比9:1~35:1(优选的,10:1~20:1)。
8.权利要求4所述的制备方法,其特征是,步骤3:烧结温度为600-1000℃,烧结时间为
0.5-5小时(优选的,烧结温度850-950,烧结时间2-4小时)。
9.权利要求4所述的制备方法,其特征是,步骤3:烧结保温时压力达到30-200 MPa (优选的,烧结保温时压力达到80-150 MPa)。