一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法

1.本发明属于金属基复合材料制备技术领域，具体涉及一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法。


背景技术：

2.碳纳米管，简称cnts，由于其优异的力学、电学和热学性能而被视为复合材料理想的增强体之一。铜基复合材料由于其良好的导电、导热以及耐腐蚀性而广泛应用于电子器件、集成电路散热板、汽车转子等领域。在cnts/cu复合材料的研究中，如何发挥cnts与cu各自的优点，制备出兼具优异力学和电学性能的cnts/cu复合材料已成为领域内的研究热点。
3.目前，将cnts应用于cu基复合材料中会面临以下难题：其一，由于cnts巨大的长径比和高的比表面积，在范德华力的作用下容易团聚，导致其在金属基体中难以分散；其二cnts与cu基体之间的界面润湿性较差，界面结合方式主要是机械嵌合，这种物理结合的方式导致cnts/cu复合材料的界面结合强度较弱。利用酸化cnts产生的氧的化学桥接作用，虽然可以改善cnts与cu之间的润湿性，增强cnts与cu的界面结合，但是含氧官能团的存在会极大地降低cnts/cu复合材料的电导率。因此，有必要提供一种可行的策略来改进cnts与cu基体界面结合，以满足结构和功能集成的需求。


技术实现要素：

4.针对上述现有技术的缺点，本发明提供一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法。
5.为实现上述目的，本发明采取的技术方案为：
6.一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，包括以下步骤：
7.(1)通入n2和ar的混合气体，将碳纳米管进行等离子体处理，结束后在保护性气氛降至室温，得到氮掺杂碳纳米管；
8.(2)将氮掺杂碳纳米管在水中进行超声分散，然后加入乙酸铜溶液中，通过分子级共混法制备得到ncnts/cuo复合粉末；
9.(3)将ncnts/cuo复合粉末进行还原退火处理，还原气氛为n2和h2，得到ncnts/cu复合粉末；
10.(4)将ncnts/cu复合粉末进行球磨、干燥，然后进行还原退火处理，还原气氛为n2和h2，得到ncnts/cu复合粉末；
11.(5)将ncnts/cu复合粉末经放电等离子烧结，得到氮掺杂碳纳米管复合增强铜基块体材料。
12.本发明所述方法在保证碳纳米管结构完整性的前提下，在碳纳米管表面进行氮掺杂处理。经过氮掺杂处理后的碳纳米管不仅能够提高自身的分散性，而且与cu基材料结合时，由于其表面性能的变化，能够提高cu与氮掺杂纳米管之间的润湿性，使氮掺杂纳米管在cu基体中均匀分散，改善了cnts与cu基体的界面结合强度。
13.本发明将碳纳米管均匀分散在石英板上，保证碳纳米管均匀平铺且蓬松，然后将分散碳纳米管的石英板放入等离子处理装置中进行等离子处理。
14.作为本发明的优选实施方式，所述碳纳米管的纯度为98％，外径为20-50nm，长度为10-50μm。
15.作为本发明的优选实施方式，所述步骤(1)中，等离子体处理功率为150-250w，n2流量为60～90sccm，ar流量10～40sccm。
16.本发明通过等离子处理调控碳纳米管表面含氮官能团的含量，实现对氮掺杂碳纳米管的性能进行调控，进而加强与铜基材料的界面结合力。同时，氮掺杂处理能减少碳纳米管周围cu基体的背散射，从而有利于碳纳米管和cu基体的界面上电子的转移，得到兼具优异力学性能和电学性能的氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料。
17.氮掺杂碳纳米管简称ncnts；ncnts/cuo复合粉末为氮掺杂碳纳米管/cuo复合粉末；ncnts/cu复合粉末为氮掺杂碳纳米管/cu复合粉末。
18.作为本发明的优选实施方式，所述分子级共混法包括如下步骤：将氮掺杂碳纳米管加入乙酸铜溶液中搅拌，然后加入氢氧化钠溶液加热，最后加入葡萄糖溶液反应，反应结束后洗涤、干燥得到ncnts/cuo复合粉末。
19.作为本发明的优选实施方式，所述ncnts/cu复合粉末中cu的体积分数为97.5％～99.5％，氮掺杂碳纳米管的体积分数为0.5％～2.5％。
20.作为本发明的优选实施方式，所述乙酸铜、氢氧化钠和葡萄糖的摩尔比为0.2：7：2。
21.作为本发明的优选实施方式，所述步骤(3)中，还原退火的温度为250-350℃，时间为4-7小时。
22.作为本发明的优选实施方式，所述步骤(4)中，球磨时间为2-3小时，转速为250-350r/min；还原退火的温度为200-300℃，时间为3-6小时。
23.作为本发明的优选实施方式，放电等离子烧结的升温速率为120-200℃/min，温度为600-900℃，保温时间为5-20min。
24.与现有技术相比，本发明的有益效果为：
25.(1)本发明采用等离子体处理，分子级共混、等离子体烧结等工艺，在不改变碳纳米管结构的基础上，调控氮掺杂碳纳米管表面官能团的含量，不仅增强了碳纳米管的分散性，而且增强与cu基体的界面结合强度，得到的氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料不仅具有优异的机械性能，并且具有良好的电学性能。
26.(2)本发明所述制备方法简单，容易实现，而且所述方法可以被广泛应用在其他金属基材料与碳纳米管的复合。
附图说明
27.图1为本发明所述氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法的工艺流程图。
28.图2为本发明实施例1、对比例1制备的氮掺杂碳纳米管或者未经过处理的碳纳米管的tem图，其中(a)为对比例1制备的未经过处理的碳纳米管的tem图；(b)为实施例1制备的氮掺杂碳纳米管的tem图。
29.图3为本发明实施例1制备的氮掺杂碳纳米管的x射线光电子能谱图。
30.图4为本发明实施例1、2、3和对比例1和5所制备材料的拉伸测试得到的工程应力-应变曲线图。
具体实施方式
31.为更好地说明本发明的目的、技术方案和优点，下面将结合具体实施例对本发明作进一步说明。
32.实施例1
33.本实施例一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
34.(1)将100mg碳纳米管通过筛网均匀分散在石英板上，保证碳纳米管均匀平铺且蓬松；所述碳纳米管的纯度为98％，外径为20-50nm，长度为10-50μm。
35.(2)通将铺满碳纳米的石英板放入带有等离子体发生器的管式炉中，并靠近等离子体发射源，通入90sccm的n2和10sccm的高纯ar的混合气体，随后用250w等离子体对cnts处理25min，处理完成后打开炉盖，并在保护性气氛下降至室温，得到ncnts。
36.(3)将36mgncnts在50ml水中进行超声分散1小时，然后加入0.2ml乙酸铜溶液中搅拌，加入7mol氢氧化钠溶液加热，最后加入2mol葡萄糖溶液反应，反应结束后洗涤、干燥得到ncnts/cuo复合粉末。
37.(4)将ncnts/cuo复合粉末放置于管式炉中进行在350℃下加热还原处理5小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到复合粉末。
38.(5)将复合粉末进行球磨2小时，球料比10:1，转速250r/min，然后抽滤、干燥，最后在管式炉中在250℃下进行加热还原处理5小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到ncnts/cu复合粉末；
39.(6)将ncnts/cu复合粉末经sps烧结，升温速率为100℃/min，烧结温度为700℃，保温时间为10min，得到氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料。
40.将步骤(2)得到的氮掺杂碳纳米管，即ncnts样品进行检测，其微观形貌如图2所示，其中图(a)为碳纳米管的hrtem所拍摄的形貌，图(b)为氮掺杂碳纳米管的hrtem所拍摄的形貌，从图中可以看出经过等离子体工艺处理之后，氮掺杂碳纳米管表面沿管壁呈现出竹节状形貌，与碳纳米管的管状形状完全不同。
41.通过对图(2)和图(3)的xps、tem等测试结果的分析表明，本实施例采用等离子体对cnts进行轰击处理后，在其表面成功引入了含氮官能团，并将其与纯cu复合后制备了氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料。
42.力学性能测试结果表明，氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料的抗拉强度为290mpa，断裂延伸率为16％，相比于纯铜(抗拉强度224mpa)显著提高，这是由于含氮官能团的引入，显著改善了氮掺杂碳纳米管与cu基体的界面结合，从而使其载荷转移能力得到显著发挥。同时掺氮处理减少了氮掺杂碳纳米管周围cu基体的背散射，使氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料在力学性能提升的同时，保持了优异的电导率，其电导率为94.3％iacs。
43.实施例2
44.本实施例一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
45.(1)将100mg碳纳米管通过筛网均匀分散在石英板上，保证碳纳米管均匀平铺且蓬松；所述碳纳米管的纯度为98％，外径为20-50nm，长度为10-50μm。
46.(2)通将铺满碳纳米的石英板放入带有等离子体发生器的管式炉中，并靠近等离子体发射源，通入70sccm的n2和30sccm的高纯ar的混合气体，随后用250w等离子体对cnts处理25min，处理完成后打开炉盖，并在保护性气氛下降至室温，得到ncnts。
47.(3)将36mgncnts在50ml水中进行超声分散1小时，然后加入0.2ml乙酸铜溶液中搅拌，加入7mol氢氧化钠溶液加热，最后加入2mol葡萄糖溶液反应，反应结束后洗涤、干燥得到ncnts/cuo复合粉末。
48.(4)将ncnts/cuo复合粉末放置于管式炉中进行在350℃下加热还原处理5小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到复合粉末。
49.(5)将复合粉末进行球磨2小时，球料比10:1，转速250r/min，然后抽滤、干燥，最后在管式炉中在250℃下进行加热还原处理5小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到ncnts/cu复合粉末；
50.(6)将ncnts/cu复合粉末经sps烧结，升温速率为100℃/min，烧结温度为700℃，保温时间为10min，得到氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料。
51.所得到的氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料的抗拉强度为282mpa，断裂延伸率为23％，电导率为94.5％iacs。
52.通过图(2)和(3)对xps、tem等测试结果的分析表明，本实施例通过等离子体掺氮处理，成功在cnts表面引入了含氮官能团，并与铜粉复合后制备了ncnts/cu复合材料，力学性能测试结果表明，氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料的强度相比相同方法制备的纯铜获得了显著提升，并保持了良好的塑性，同时还具有与相同方法制备的纯铜相当的电导率。
53.实施例3
54.本实施例一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
55.(1)将100mg碳纳米管通过筛网均匀分散在石英板上，保证碳纳米管均匀平铺且蓬松；所述碳纳米管的纯度为98％，外径为20-50nm，长度为10-50μm。
56.(2)通将铺满碳纳米的石英板放入带有等离子体发生器的管式炉中，并靠近等离子体发射源，通入60sccm的n2和40sccm的高纯ar的混合气体，随后用250w等离子体对cnts处理25min，处理完成后打开炉盖，并在保护性气氛下降至室温，得到ncnts。
57.(3)将36mgncnts在50ml水中进行超声分散1小时，然后加入0.2ml乙酸铜溶液中搅拌，加入7mol氢氧化钠溶液加热，最后加入2mol葡萄糖溶液反应，反应结束后洗涤、干燥得到ncnts/cuo复合粉末。
58.(4)将ncnts/cuo复合粉末放置于管式炉中进行在350℃下加热还原处理5小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到复合粉末。
59.(5)将复合粉末进行球磨2小时，球料比10:1，转速250r/min，然后抽滤、干燥，最后
在管式炉中在250℃下进行加热还原处理5小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到ncnts/cu复合粉末；
60.(6)将ncnts/cu复合粉末经sps烧结，升温速率为100℃/min，烧结温度为700℃，保温时间为10min，得到氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料。
61.所得到的氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料的抗拉强度为273mpa，断裂延伸率为24％，电导率为94.7％iacs。
62.通过图(2)和图(3)对xps、tem等测试结果的分析表明，通过等离子体掺氮处理，成功在cnts表面引入了含氮官能团，并与铜粉复合后制备了氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料，力学性能测试结果表明，氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料在获得力学性能提升的同时，保持了优异的电导率。
63.实施例4
64.本实施例一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
65.(1)将100mg碳纳米管通过筛网均匀分散在石英板上，保证碳纳米管均匀平铺且蓬松；所述碳纳米管的纯度为98％，外径为20-50nm，长度为10-50μm。
66.(2)通将铺满碳纳米的石英板放入带有等离子体发生器的管式炉中，并靠近等离子体发射源，通入60sccm的n2和40sccm的高纯ar的混合气体，随后用150w等离子体对cnts处理25min，处理完成后打开炉盖，并在保护性气氛下降至室温，得到ncnts。
67.(3)将12mgncnts在50ml水中进行超声分散1小时，然后加入0.2ml乙酸铜溶液中搅拌，加入7mol氢氧化钠溶液加热，最后加入2mol葡萄糖溶液反应，反应结束后洗涤、干燥得到ncnts/cuo复合粉末。
68.(4)将ncnts/cuo复合粉末放置于管式炉中进行在250℃下加热还原处理7小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到复合粉末。
69.(5)将复合粉末进行球磨3小时，球料比10:1，转速350r/min，然后抽滤、干燥，最后在管式炉中在300℃下进行加热还原处理3小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到ncnts/cu复合粉末；
70.(6)将ncnts/cu复合粉末经sps烧结，升温速率为200℃/min，烧结温度为900℃，保温时间为5min，得到氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料。
71.所得到的氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料的抗拉强度为269mpa，断裂延伸率为28％，电导率为95.2％iacs。
72.实施例5
73.本实施例一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，具体包括以下步骤：
74.(1)将100mg碳纳米管通过筛网均匀分散在石英板上，保证碳纳米管均匀平铺且蓬松；所述碳纳米管的纯度为98％，外径为20-50nm，长度为10-50μm。
75.(2)通将铺满碳纳米的石英板放入带有等离子体发生器的管式炉中，并靠近等离子体发射源，通入60sccm的n2和40sccm的高纯ar的混合气体，随后用200w等离子体对cnts处理25min，处理完成后打开炉盖，并在保护性气氛下降至室温，得到ncnts。
76.(3)将60mgncnts在50ml水中进行超声分散1小时，然后加入0.2ml乙酸铜溶液中搅拌，加入7mol氢氧化钠溶液加热，最后加入2mol葡萄糖溶液反应，反应结束后洗涤、干燥得到ncnts/cuo复合粉末。
77.(4)将ncnts/cuo复合粉末放置于管式炉中进行在300℃下加热还原处理4小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到复合粉末。
78.(5)将复合粉末进行球磨2小时，球料比10:1，转速300r/min，然后抽滤、干燥，最后在管式炉中在250℃下进行加热还原处理6小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到ncnts/cu复合粉末；
79.(6)将ncnts/cu复合粉末经sps烧结，升温速率为150℃/min，烧结温度为600℃，保温时间为20min，得到氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料。
80.所得到的氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料的抗拉强度为263mpa，断裂延伸率为15％，电导率为91.2％iacs。
81.对比例1
82.本对比例一种碳纳米管复合增强铜基材料的制备方法，具体包括以下步骤：
83.(1)将36mg碳纳米管在50ml水中进行超声分散1小时，然后加入0.2ml乙酸铜溶液中搅拌，加入7mol氢氧化钠溶液加热，最后加入2mol葡萄糖溶液反应，反应结束后洗涤、干燥得到cnts/cuo复合粉末。
84.(2)将cnts/cuo复合粉末放置于管式炉中进行在350℃下加热还原处理5小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到复合粉末。
85.(3)将复合粉末进行球磨2小时，球料比10:1，转速250r/min，然后抽滤、干燥，最后在管式炉中在250℃下进行加热还原处理5小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到cnts/cu复合粉末；
86.(4)将cnts/cu复合粉末经sps烧结，升温速率为100℃/min，烧结温度为700℃，保温时间为10min，得到碳纳米管复合增强铜基材料。
87.所得到的纳米管复合增强铜基材料的抗拉强度为241mpa，断裂延伸率为10％，电导率为89.3％iacs。
88.对比例2
89.本对比例一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法与实施例1唯一不同的是：所述步骤(2)中，通入100sccm的n2，不通入高纯ar。
90.所得到的氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料的抗拉强度为255mpa，断裂延伸率为22％，电导率为92.9％iacs。
91.由于少量ar的存在，能够促进n2在等离子体处理中的解离，使掺入cnts中的n含量得到提升，不通入ar，则掺入cnts的n含量较少，导致其性能差于实施例样品。
92.对比例3
93.本对比例一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法与实施例1唯一不同的是：所述步骤(2)中，通入50sccm的n2和50sccm的高纯ar的混合气体。
94.所得到的氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料的抗拉强度为251mpa，断裂延伸率为
25％，电导率为93.3％iacs。
95.由于通入ar的量过多，ar作为保护性气体，其状态非常稳定，大量的ar存在，等离子体无法电离n2造成掺入cnts的n含量较少，无法达到理想增强效果，导致其性能差于实施例样品。
96.对比例4
97.本对比例一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法与实施例1唯一不同的是：所述步骤(2)中，通入100sccm的高纯ar，不通入n2。
98.所得到的氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料的抗拉强度为245mpa，断裂延伸率为13％，电导率为89.1％iacs。
99.由于只通入ar，没有氮源的存在造成没有n掺入cnts，导致其与cu基体的界面结合强度较低，同时碳纳米管复合增强铜基材料的机械性能和电学性能下降。
100.对比例5
101.本对比例一种铜基材料的制备方法，包括如下步骤：
102.(1)将0.2ml乙酸铜溶液搅拌均匀，加入7mol氢氧化钠溶液加热，最后加入2mol葡萄糖溶液反应，反应结束后洗涤、干燥cuo粉末。
103.(4)将cuo粉末放置于管式炉中进行在350℃下加热还原处理5小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到cu粉末。
104.(5)将cu粉末进行球磨2小时，球料比10:1，转速250r/min，然后抽滤、干燥，最后在管式炉中在250℃下进行加热还原处理5小时，加热速率为10℃/min，还原气氛为n2和h2，气体总流量为200sccm，其中n2与h2流量比为10:1，得到纯cu粉末；
105.(6)将纯cu粉末经sps烧结，升温速率为100℃/min，烧结温度为700℃，保温时间为10min，最后得到块体铜基材料。
106.所得到的铜基材料的抗拉强度为224mpa，断裂延伸率为36％，电导率为95.9％iacs。
107.最后所应当说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对本发明保护范围的限制，尽管参照较佳实施例对本发明作了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或者等同替换，而不脱离本发明技术方案的实质和范围。

技术特征：
1.一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)通入n2和ar的混合气体，将碳纳米管进行等离子体处理，结束后在保护性气氛降至室温，得到氮掺杂碳纳米管；(2)将氮掺杂碳纳米管在水中进行超声分散，然后加入乙酸铜溶液中，通过分子级共混法制备得到ncnts/cuo复合粉末；(3)将ncnts/cuo复合粉末进行还原退火处理，还原气氛为n2和h2，得到ncnts/cu复合粉末；(4)将复合粉末进行球磨、干燥，然后进行还原退火处理，还原气氛为n2和h2，得到ncnts/cu复合粉末；(5)将ncnts/cu复合粉末经放电等离子烧结，得到氮掺杂碳纳米管增强铜基复合块体材料。2.如权利要求1所述氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述碳纳米管的纯度为98％以上，外径为20-50nm，长度为10-50μm。3.如权利要求1所述氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(1)中，等离子体处理功率为150-250w，n2的流量为60～90sccm，ar的流量10～40sccm。4.如权利要求1所述氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，ncnts/cu复合粉末中cu的体积分数为97.5％～99.5％，氮掺杂碳纳米管的体积分数为0.5％～2.5％。5.如权利要求1所述氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述分子级共混法包括如下步骤：将ncnts加入乙酸铜溶液中搅拌，然后加入氢氧化钠溶液加热，最后加入葡萄糖溶液反应，反应结束后洗涤、干燥得到ncnts/cuo复合粉末。6.如权利要求1所述氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述乙酸铜、氢氧化钠和葡萄糖的摩尔比为0.2：7：2。7.如权利要求1所述氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(3)中，还原退火的温度为250-350℃，时间为4-7小时。8.如权利要求1所述氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，其特征在于，所述步骤(4)中，球磨时间为2-3小时，转速为250-350r/min；还原退火的温度为200-300℃，时间为3-6小时。9.如权利要求1所述氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，其特征在于，放电等离子烧结的升温速率为120-200℃/min，温度为600-900℃，保温时间为5-20min。

技术总结
本发明公开了一种氮掺杂碳纳米管增强的高导电铜基复合材料的制备方法，属于金属基复合材料技术领域。所述制备方法包括以下步骤：通入N2和Ar混合气体，将CNTs进行等离子体处理得到NCNTs；将NCNTs与乙酸铜溶液混合，通过分子级共混法得到NCNTs/CuO粉末；将NCNTs/CuO粉末进行还原退火处理得到NCNTs/Cu复合粉末；将NCNTs/Cu复合粉末进行球磨、干燥，然后还原退火得到NCNTs/Cu复合粉末；最后经放电等离子烧结得到氮掺杂碳纳米管复合增强铜基材料。本发明在不破坏CNTs结构的前提下，通过在CNTs表面引入含氮官能团，提高其在铜基体中的分散均匀性以及与铜基体间的界面结合强度。同时，含氮官能团的引入能有效提高铜基复合材料界面电子输运能力，从而制备兼具优异力学和导电性能的铜基复合材料。的铜基复合材料。的铜基复合材料。


技术研发人员：陶静梅 孙伟 陈小丰 易健宏 鲍瑞 刘意春 刘亮 李才巨
受保护的技术使用者：昆明理工大学
技术研发日：2023.06.16
技术公布日：2023/9/13