(TiB2+α-Al2O3)顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的原位反應(yīng)機(jī)理及摩擦磨損性能研究.pdf

1、本文采用放熱彌散法(XD)成功以Al-TiO2-B-Cu、Al-TiO2-B2O3-Cu體系為原料通過(guò)原位反應(yīng)法制備了以(TiB2+α-Al2O3)顆粒為增強(qiáng)相的銅基復(fù)合材料。對(duì)Al-TiO2-B-Cu和Al-TiO2-B2O3-Cu系進(jìn)行了反應(yīng)熱力學(xué)計(jì)算，通過(guò)真空燒結(jié)兩種體系，對(duì)生成物進(jìn)行SEM觀察和EDS能譜檢測(cè)，并結(jié)合XRD分析結(jié)果鑒定反應(yīng)產(chǎn)物的相組成，根據(jù)反應(yīng)產(chǎn)物類型建立反應(yīng)模型，分析反應(yīng)過(guò)程，研究反應(yīng)機(jī)理。結(jié)果表明，體系可以按

2、熱力學(xué)方向進(jìn)行，分別生成α-Al2O3和TiB2增強(qiáng)相，可以制備出顆粒增強(qiáng)的銅基復(fù)合材料。同時(shí)本課題對(duì)該兩種體系制備出來(lái)的復(fù)合材料進(jìn)行了摩擦磨損性能研究。反應(yīng)機(jī)理研究表明:Al-TiO2-B-Cu系在燒結(jié)過(guò)程中發(fā)生了四步化學(xué)反應(yīng)，每步反應(yīng)的表觀活化能分別為590.5kJ·mol-1，708.0kJ·mol-1，354.6kJ·mol-1和346.4kJ·mol-1。Al-TiO2-B2O3-Cu系在燒結(jié)過(guò)程中共有兩步反應(yīng)，每步反應(yīng)的表觀

3、反應(yīng)活化能分別為168.9 kJ·mol-1和342.8kJ·mol-1。摩擦磨損性能研究表明:在所研究的三種體積分?jǐn)?shù)的材料當(dāng)中，體積分?jǐn)?shù)為30vol.％時(shí)Al-TiO2-B-Cu系和Al-TiO2-B2O3-Cu系的耐磨性能最低，太高的增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)破壞了銅基的軟韌性，脆性急劇升高，在實(shí)驗(yàn)過(guò)程中容易脆斷。對(duì)于增強(qiáng)相體積分?jǐn)?shù)為20vol.％，10vol.％的銅基復(fù)合材料，在常溫下，體積分?jǐn)?shù)為10vol.％的摩擦磨損性能最高增強(qiáng)相大小分布