由多孔金屬材料與金屬材料形成結構件的制作方法技術

本發明專利技術提供了一種由多孔金屬材料與金屬材料形成結構件的制作方法，將多孔金屬材料置于金屬材料之間或置于金屬材料之上，固定；再將形成的半成品置于真空熱處理裝置中，向其中充入保護氣體，在900～1200℃之間保溫一定時間；冷卻后，去除固定用的工具，得到多孔金屬材料與金屬材料完全連接而成的結構件。本發明專利技術制作的結構件的連接面是多孔金屬材料與本體金屬材料之間的直接結合，界面過渡區的成分與基體一致，保證了產品的導熱和導電能力，過渡區與基體之間的組織結構均勻，結合強度好。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及結構件的制作方法，特別涉及一種由多孔金屬材料與金屬材料形成的結構件的制作方法。
技術介紹
在傳熱和散熱領域，多孔金屬銅材料作為熱管或均熱板填充材料，能有效的提高產品的散熱性能，具有很高的應用前景，在實際應用中要求多孔金屬材料與本體的金屬材料實現可靠而緊密的連接以形成結構件。
技術實現思路
本專利技術旨在提供一種可實現多孔金屬材料與金屬材料可靠而緊密的連接以形成結構件的制作方法。本專利技術通過以下方案實現:一種，包括以下步驟:I)將多孔金屬材料置于金屬材料之間(即呈“漢堡包”狀態，兩塊金屬材料之間夾多孔金屬材料)，或置于金屬材料之上，采用工具固定，向其施加一定壓力；固定用工具一般就是普通的夾具，目的是夾住多孔金屬材料與金屬材料的連接件II)將經第I步后形成的半成品置于熱處理裝置中，將熱處理裝置抽真空至裝置內氣壓< 1.0Pa，之后再向其中充入保護氣體，保持裝置內的保護氣體壓力彡1.2X IO5Pa,在900 1200°C之間保溫一定時間；冷卻后，去除固定用的工具，得到多孔金屬材料與金屬材料完全連接而成的結構件。所述第I步中向材料施加的壓力為所采用的多孔金屬材料抗壓強度的10%_50%。所述第II步中充入的保護氣體選用氮氣或氫氣，并建議使用純度>99.999%的高純度氣體。在所述第I步前，對多孔金屬材料和金屬材料作預處理，以去油去氧化物、去雜。所述的多孔金屬材料預處理方法為，先將多孔金屬材料置于堿金屬氫氧化物(如NaOH, Κ0Η)的稀溶液中浸泡一定時間，然后在強酸(如鹽酸、硫酸)的稀溶液中浸泡一定時間，之后經水洗一有機試劑清洗(如丙酮、無水乙醇)一烘干，最后打磨去雜。由于散熱領域多使用銅材，因此上述方案中的多孔金屬材料優選多孔銅材料，金屬材料優選金屬銅或銅合金。與現有技術相比，本專利技術的優點是:1.結構件的連接面是多孔金屬材料與本體金屬材料之間的直接結合，界面過渡區的成分與基體一致，不存在其他雜質，保證了產品的導熱和導電能力；由于高溫下的保溫擴散，過渡區與基體之間的組織結構均勻，結合強度好。2.將連接件的半成品整體放入熱處理裝置中，受熱均勻，殘余應力小。3.工序操作簡單， 連接可靠；無需采用任何粘結劑等實現了兩種材料的完全連接。具體實施方式實施例1由多孔金屬銅材料與本體金屬銅材料形成結構件的制作方法，步驟為:1.選用規格為90PPi，體密度0.25g/cm3的泡沫銅，本體金屬材料為T2紫銅，首先對泡沫銅及紫銅進行預處理，方法為先除油和除氧化膜處理，然后對泡沫銅及紫銅進行打磨，清除雜質并烘干。除油和除氧化膜處理的方法是:將泡沫銅和紫銅置于10%體積分數的NaOH溶液中浸泡5分鐘，再置于10%體積分數的HCl溶液中浸泡5分鐘，然后凈水洗凈，晾干后用丙酮或無水乙醇清洗，最后放入50°C保溫的烘箱中烘干。2.將經過上述預處理的泡沫銅放置于兩塊經上述預處理的紫銅塊體之間，再用夾具固定，形成上紫銅——中間泡沫銅——下紫銅的呈“漢堡包”狀的連接件，對上述連接件施加0.5MPa的壓力。為防止夾具和紫銅材料連接，在夾具和紫銅之間用石墨片隔開。3.將上述連接件放入真空爐中，抽真空至爐內氣壓< 1.0Pa，之后向爐內充入純度> 99.999%的氮氣作為保護 氣體，保持保護氣體壓力> 1.2X IO5Pa,在溫度為960°C，保溫60分鐘。4.將上述連接件隨爐冷卻12小時，至100°C打開真空爐取出連接件，放置于空氣中冷卻至室溫，去掉夾具即可得到連接良好泡沫銅與紫銅的結構件。實施例2由多孔金屬銅材料與本體金屬銅材料形成結構件的制作方法，步驟基本與實施例1相同，不同之處如下:1.選用規格為40PPi，體密度0.50g/cm3的泡沫銅；2.將泡沫銅材料放于紫銅塊體上面，用夾具固定，形成上泡沫銅——下紫銅的連接件，并對連接件施加1.5MPa左右的壓力。3.在真空爐內充入氫氣作為保護氣體，熱處理溫度為980°C，保溫120分鐘。實施例3由多孔金屬銅材料與本體金屬合金銅材料形成結構件的制作方法，步驟基本與實施例I相同，不同之處如下:1.選用規格為IIOPPi，體密度0.20g/cm3的泡沫銅，基材為H92黃銅(銅合金)。2.真空爐內充入純度為彡99.999%的氫氣作為保護氣體，熱處理溫度為920°C，保溫20分鐘。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種由多孔金屬材料與金屬材料形成結構件的制作方法，其特征在于：包括以下步驟，Ⅰ）將多孔金屬材料置于金屬材料之間，或置于金屬材料之上，采用工具固定，向其施加一定壓力；Ⅱ）將經第Ⅰ步后形成的半成品置于熱處理裝置中，將熱處理裝置抽真空至裝置內氣壓≤1.0Pa，之后再向其中充入保護氣體，保持裝置內的保護氣體壓力≥1.2×105Pa，在900～1000℃之間保溫一定時間；冷卻后，去除固定用的工具，得到多孔金屬材料與金屬材料完全連接而成的結構件。

【技術特征摘要】
1.一種由多孔金屬材料與金屬材料形成結構件的制作方法，其特征在于:包括以下步驟， I )將多孔金屬材料置于金屬材料之間，或置于金屬材料之上，采用工具固定，向其施加一定壓力； II)將經第I步后形成的半成品置于熱處理裝置中，將熱處理裝置抽真空至裝置內氣壓< 1.0Pa，之后再向其中充入保護氣體，保持裝置內的保護氣體壓力彡1.2X105Pa，在900 1000°C之間保溫一定時間；冷卻后，去除固定用的工具，得到多孔金屬材料與金屬材料完全連接而成的結構件。2.如權利要求1所述的由多孔金屬材料與金屬材料形成結構件的制作方法，其特征在于:所述第I步中向材 料施加的壓力為所采用的多孔金屬材料抗壓強度的10%-50%。3.如權...

【專利技術屬性】
技術研發人員：張洪濤，蔣素斌，唐文進，洪志剛，石建珍，
申請(專利權)人：先進儲能材料國家工程研究中心有限責任公司，
類型：發明
國別省市：