鈦酸鉛顆粒增強銅基復(fù)合材料的性能研究.pdf

1、本文選擇具有負(fù)膨脹性能的鈦酸鉛(PbTiO3，簡寫PT)陶瓷顆粒作為復(fù)合材料的增強體，選擇具有高熱導(dǎo)率的銅作為復(fù)合材料的基體，采用放電等離子燒結(jié)工藝制備了體積分?jǐn)?shù)不同的鈦酸鉛顆粒增強銅基復(fù)合材料。利用物相及微觀組織結(jié)構(gòu)分析方法（XRD、SEM、TEM等）觀察了復(fù)合材料中增強體與基體的形貌、界面特征、增強體與基體中位錯孿晶情況。采用熱膨脹儀和熱導(dǎo)率測試設(shè)備測試并分析了復(fù)合材料的熱膨脹性能和導(dǎo)熱能力。利用電子萬能試驗機測試了復(fù)合材料的壓縮屈

2、服強度；利用智能電阻測試儀測試了復(fù)合材料的電導(dǎo)率。
　　物相和微觀結(jié)構(gòu)分析表明，放電等離子燒結(jié)制備的PbTiO3/Cu復(fù)合材料具有清晰光滑的界面形貌，而且看不到明顯的界面反應(yīng)，增強體與基體界面結(jié)合較弱。TEM觀察結(jié)果證實燒結(jié)態(tài)的復(fù)合材料中有大量的位錯、孿晶產(chǎn)生，表明復(fù)合材料中存在大量的熱錯配應(yīng)力。
　　復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)與PT顆粒的體積分?jǐn)?shù)成負(fù)相關(guān)性，即PT顆粒的體積分?jǐn)?shù)越大，復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)越低。復(fù)合材料界面結(jié)合較弱

3、且內(nèi)部殘余應(yīng)力復(fù)雜，導(dǎo)致復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)不穩(wěn)定，但是可以通過適當(dāng)?shù)臒崽幚韥硖岣邿崤蛎浵禂?shù)的穩(wěn)定性。通過Zr摻雜可以降低鈦酸鉛的居里溫度，PZT/Cu復(fù)合材料在較低溫度就能產(chǎn)生窄而強烈的負(fù)膨脹行。
　　增強體體積分?jǐn)?shù)和分布情況明顯影響復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。當(dāng)增強體體積分?jǐn)?shù)較高時，一方面增強體的低熱導(dǎo)率導(dǎo)致整個復(fù)合材料的熱導(dǎo)率降低，另一方面增強體體積分?jǐn)?shù)較高時，復(fù)合材料中產(chǎn)生了更多的界面，界面阻礙熱傳導(dǎo)，從而進(jìn)一步降低復(fù)合材料的熱導(dǎo)率。