示；
[0043]步驟4:將鋁錠在車床上加工成一定尺寸的鋁塊，經(jīng)砂紙磨光，然后對其表面進行潔凈處理，用細砂紙打磨表面，隨后將其置于濃度為10%的NaOH水溶液中8min，用蒸餾水沖洗后，再放入濃度為10%的HCl水溶液中5min，最后用蒸餾水清洗后迅速吹干，使其表面平整、潔凈、無氧化物，備用；
[0044]步驟5:將步驟4所得鋁塊與步驟3所得的CuW合金裝入坩禍中，隨后將坩禍放置于管式氣氛電阻爐中，在氬氣氣氛保護下，以18°C /min的升溫速率進行加熱，當爐內(nèi)溫度達到570°C時，再以5°C /min的升溫速率繼續(xù)升溫至700°C時，保溫60min后，取出，水淬，即得。
[0045]本實施例所得CuW/AI雙金屬材料表面多孔結構如圖2所示。
[0046]實施例3
[0047]步驟1:將Cuff合金的表面打磨剖光后，得到平整的磨面，再用超聲波清洗15min，隨后將濃硝酸涂抹在CuW合金表面使合金表層，20min后，其表面形成厚度為200 μ m的W骨架；
[0048]步驟2:稱取1.5g硫酸鎳、1.25g次亞磷酸鈉和Ig檸檬酸固體，并將其溶解于50mL蒸餾水中，充分溶解后即得鍍液，備用；
[0049]步驟3:將步驟I預處理后的CuW合金置于0.20g/L的氯化鈀溶液中活化15min后用蒸餾水沖洗，隨后將其放入步驟2所得的鍍液中，在80°C的水浴溫度下施鍍2h，即得具有鎳擴散阻擋層的CuW合金，其中鎳層厚度為10 μπι ;
[0050]步驟4:將鋁錠在車床上加工成一定尺寸的鋁塊，經(jīng)砂紙磨光，然后對其表面進行潔凈處理，用細砂紙打磨表面，隨后將其置于濃度為10%的NaOH水溶液中l(wèi)Omin，用蒸餾水沖洗后，再放入濃度為10%的HCl水溶液中8min，最后用蒸餾水清洗后迅速吹干，使其表面平整、潔凈、無氧化物，備用；
[0051]步驟5:將步驟4所得鋁塊與步驟3所得的CuW合金裝入坩禍中，隨后將坩禍放置于管式氣氛電阻爐中，在氬氣氣氛保護下，以20°C /min的升溫速率進行加熱，當爐內(nèi)溫度達到600 °C時，再以6 °C /min的升溫速率繼續(xù)升溫至700 °C時，保溫60min后，取出，水淬，即得。
[0052]對比例
[0053]步驟1:將CuW合金的表面打磨剖光后，得到平整的磨面，再用超聲波清洗15min ;
[0054]步驟2:將鋁錠在車床上加工成一定尺寸的鋁塊，用細砂紙打磨表面，隨后先后置于10%的NaOH水溶液和10%的HCl水溶液中清洗，最后用蒸餾水清洗后迅速吹干，使其表面平整、潔凈、無氧化物，備用；
[0055]步驟3:將步驟I所得的CuW合金和步驟2所得鋁塊裝入坩禍中，隨后將坩禍放置于管式氣氛電阻爐中，在氬氣氣氛保護下，以18°C /min的升溫速率進行加熱，當爐內(nèi)溫度達到570°C時，再以5°C /min的升溫速率繼續(xù)升溫至700°C時，保溫60min后，取出，水淬，即得CuW/AI雙金屬材料。
[0056]對比例為直接熔接的CuW/AI雙金屬復合材料，其界面過渡層的形貌如圖3所示，從(a)可以看出所得CuW側存在孔洞及裂紋，由圖(b)可以看出脆性金屬間化合物Al2Cu組織粗大，Al5W組織分布雜亂；本發(fā)明實施例2所得雙金屬復合材料過渡層的形貌如圖4所示，從(c)中可以看出界面處CuW側幾乎無孔洞或裂紋，由圖(d)可以看出針狀和柱狀的脆性金屬間化合物Al2Cu組織都有所減少，且Al5W組織分布變得較為均勻。
[0057]本發(fā)明一種具有多孔結構阻擋層CuW/AI雙金屬材料的制備方法，將CuW表面的Cu腐蝕掉，預留一層100-200 μ m的W骨架，在預留出的W骨架上化學鍍鎳后與Al在氬氣保護氣氛下進行立式熔接，再冷卻成型，得到CuW/AI整體材料。
[0058]本發(fā)明通過在預留的W骨架上添加擴散阻擋層，使Cu元素擴散到Al側的距離增加，擴散量也相應有所減少，而且Ni層進一步阻擋了 Cu、W元素向Al液中的擴散，有效阻擋Al2Cu等金屬間化合物的生成；同時，添加鍍Ni層后，Ni原子擴散溶解到Cu、W原子中，彌補了由于Cu向A1、A1向W原子擴散而產(chǎn)生的空缺，消除了因柯肯達兒效應而產(chǎn)生孔洞和裂紋。另一方面，多孔結構增加了鋁與擴散阻擋層的結合面積，有利于提高界面的結合強度。
[0059]本發(fā)明預留W骨架太厚會影響材料的電性能，而W骨架較薄時Al與阻擋層的有效接觸面積較少，對界面結合性能不宜，因此，選擇100-200 μπι作為預留W骨架的厚度。在施鍍時間為0.5h時，W骨架表面沉積的Ni層較薄，W骨架仍有裸露；lh時，Ni鍍層致密而且將W顆粒均勻的包裹，同時又保留了多孔結構特征；當施鍍時間延長至2h時，鍍層表面顆粒開始變得粗大，將W骨架間隙填滿，且鍍層致密性差，結合性不好。因此，選擇Ih為最佳施鍍時間，所得鍍層平均厚度在5 μ m左右。
【主權項】
1.具有多孔結構阻擋層CuW/Al雙金屬材料的制備方法，其特征在于，具體步驟如下: 步驟1:在預處理后的CuW合金表面制備鎳擴散阻擋層； 步驟2:將鋁錠在車床上加工成一定尺寸的鋁塊，經(jīng)砂紙磨光，然后對其表面進行潔凈處理，使其表面平整、潔凈、無氧化物，備用； 步驟3:將步驟2所得鋁塊與步驟I處理后的CuW合金進行熔接，即得CuW/Al雙金屬材料。2.根據(jù)權利要求1所述的具有多孔結構阻擋層CuW/Al雙金屬材料的制備方法，其特征在于，步驟I中，CuW合金預處理的過程為:將CuW合金的表面打磨剖光后，得到平整的磨面，再用超聲波清洗15min，隨后將濃硝酸涂抹在CuW合金表面，15_20min后，其表面形成厚度為100-200 μπι的W骨架。3.根據(jù)權利要求1所述的具有多孔結構阻擋層CuW/Al雙金屬材料的制備方法，其特征在于，步驟I中，CuW合金表面制備鎳擴散阻擋層的過程為: 步驟1.1:稱取硫酸鎳、次亞磷酸鈉和檸檬酸固體，并將其溶解于蒸餾水中，充分溶解后即得鍍液，備用； 步驟1.2:將預處理后的CuW合金置于0.15g/L-0.20g/L的氯化鈀溶液中活化10-15min后用蒸餾水沖洗，隨后將其放入步驟1.1所得的鍍液中，在80-85°C的水浴溫度下施鍍0.5-2h，即得具有鎳擴散阻擋層的CuW合金。4.根據(jù)權利要求3所述的具有多孔結構阻擋層CuW/Al雙金屬材料的制備方法，其特征在于，步驟1.1中，硫酸鎳、次亞磷酸鈉和檸檬酸的用量比為1.5:1.25:1。5.根據(jù)權利要求3所述的具有多孔結構阻擋層CuW/Al雙金屬材料的制備方法，其特征在于，步驟1.1中，所得鍍液的濃度為0.075g/mL。6.根據(jù)權利要求3所述的具有多孔結構阻擋層CuW/Al雙金屬材料的制備方法，其特征在于，步驟1.2中，所得CuW合金中的鎳層厚度為I?10 μπι。7.根據(jù)權利要求1所述的具有多孔結構阻擋層CuW/Al雙金屬材料的制備方法，其特征在于，步驟2中，鋁塊表面潔凈處理的過程為:用細砂紙打磨表面，隨后將其置于濃度為10%的NaOH水溶液中5?lOmin，用蒸餾水沖洗后，再放入濃度為10%的HCl水溶液中3?8min，最后用蒸餾水清洗后迅速吹干，即得。8.根據(jù)權利要求1所述的具有多孔結構阻擋層CuW/Al雙金屬材料的制備方法，其特征在于，步驟3中，CuW合金與鋁的熔接過程為:將CuW合金和鋁塊裝入坩禍中，隨后將坩禍放置于管式氣氛電阻爐中，在氬氣氣氛保護下，以15-20°C /min的升溫速率進行加熱，當爐內(nèi)溫度達到550°C _600°C時，再以4-6°C /min的升溫速率繼續(xù)升溫至700°C時，保溫60min后，取出，水淬，即得。
【專利摘要】本發(fā)明公開了具有多孔結構阻擋層CuW/Al雙金屬材料的制備方法，在預處理后的CuW合金表面制備鎳擴散阻擋層；對鋁塊表面進行潔凈處理使其表面平整、潔凈、無氧化物，備用；將鋁塊與具有鎳擴散阻擋層的CuW合金熔接進行熔接后，即得CuW/Al雙金屬材料。本發(fā)明對CuW合金表面進行預處理，使其表面形成高度為100-200μm的W骨架，并在W骨架上添加鎳擴散阻擋層，一方面增加了鋁與擴散阻擋層的結合面積，有利于提高界面的結合強度；另一方面，Ni與Al、W元素僅通過互擴散形成固溶體，有效抑制了CuW/Al界面擴散溶解層中脆性金屬間化合物Al2Cu的生成，提高了界面可控性。
【IPC分類】C23C18/36, C23C18/18, B22D19/00
【公開號】CN105033226
【申請?zhí)枴緾N201510401419
【發(fā)明人】梁淑華, 金艷婷, 鄒軍濤, 姜伊輝, 王嬋
【申請人】西安理工大學
【公開日】2015年11月11日
【申請日】2015年7月9日