本发明公开了一种铜基复合材料及其制备方法,采用电子束物理气相沉积设备,先沉积分离层,然后以电子束流分别加热铜锭料和第二相材料,其中以恒定束流加热铜锭料,以周期性变化的束流加热第二相材料,在分离层上沉积铜基材料,降温,分离获得铜基复合材料。所制得的铜基复合材料含有第二相颗粒,所述第二相颗粒为Mo、Nb、Al2O3或Y2O3,第二相颗粒体积含量为0.4‑2%,第二相颗粒含量在铜基复合材料沿厚度方向呈周期性分布,第二相颗粒尺寸小于50nm;材料的屈服强度Rp0.2≥460MPa,抗拉强度Rm≥500MPa,电导率≥80%IACS,延伸率≥6%。本发明可以制备出强度高、导电性好的纳米颗粒增强铜基复合材料。
一种铜基复合材料,其特征在于所述铜基复合材料含有第二相颗粒,所述第二相颗粒为Mo、Nb、Al2O3或Y2O3,第二相颗粒的平均体积含量为0.4‑2%,第二相颗粒含量在铜基复合材料沿厚度方向呈周期性分布,第二相颗粒尺寸小于50nm;所述铜基复合材料的制备方法包括以下步骤:(1)采用电子束物理气相沉积设备,将铜锭料和第二相材料分别放入真空室内的两个坩埚中,并在铜锭料上面放上分离层原料;所述第二相材料为Mo、Nb、Al2O3或Y2O3;(2)关上真空室,抽真空;启动基板旋转装置使基板旋转,并加热基板,使基板温度为600‑900℃;(3)当真空度达到1×10‑2Pa以下时,打开基板与坩埚之间的隔离挡板、开启电子枪,电子枪发射电子束流,加热铜锭料上面的分离层原料,在基板上沉积得到分离层;(4)分离层沉积完毕后,电子枪发射的电子束流分别加热铜锭料和第二相材料,其中以恒定束流加热铜锭料,以周期性变化的束流加热第二相材料,在分离层上沉积铜基材料,当沉积层厚度达到所需厚度时,关闭电子枪,拉上隔离挡板,停止基板加热和旋转;(5)当基板温度冷却至200℃以下,停止抽真空,取下基板,分离获得沉积层,即为所述铜基复合材料。
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