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1、分類號(hào):密級(jí):UDC:學(xué)號(hào):355729112005南昌大學(xué)博士研究生學(xué)位論文液相原位反應(yīng)制備納米氧化釔彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料及性能研究液相原位反應(yīng)制備納米氧化釔彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料及性能研究StudyofPropertiesofnanoYttriaDispersionStrengthenedCopperbasedCompositesPreparedbyInsituReactionatLiquidusTemperature卓海鷗培養(yǎng)單位(
2、院、系):材料科學(xué)與工程學(xué)院指導(dǎo)教師姓名、職稱:唐建成教授申請(qǐng)學(xué)位的學(xué)科門類:工學(xué)學(xué)科專業(yè)名稱:材料科學(xué)與工程論文答辯日期:2015年5月30日答辯委員會(huì)主席:評(píng)閱人:年月日摘要I摘要高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金(復(fù)合材料)應(yīng)兼具高強(qiáng)度和高導(dǎo)電性能,以及良好的抗高溫軟化性能。一般可分為兩類:以Cu–Cr合金為代表的沉淀強(qiáng)化銅合金,因位錯(cuò)切割與Cu基體共格的強(qiáng)化顆粒而具有高的室溫強(qiáng)度,但抗高溫軟化能力差;以Cu–Al2O3合金為代表的彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材
3、料,因Al2O3粒子的熱穩(wěn)定性高而具有優(yōu)良的高溫性能,但Al2O3顆粒的owan強(qiáng)化機(jī)制效果一般。Y2O3等稀土氧化物具有高的熱力學(xué)穩(wěn)定性,而且其類螢石結(jié)構(gòu)與Cu基體有位相匹配關(guān)系,在合適的情況下能與Cu基體形成共格關(guān)系的相界面。此外,Y在Cu中極低的溶解度和很小的擴(kuò)散速率會(huì)抑制Y2O3粒子的團(tuán)聚和長(zhǎng)大,從而得到納米級(jí)的彌散顆粒。因此,Y2O3等稀土氧化物被認(rèn)為是銅基材料最為理想的強(qiáng)化相。液相原位反應(yīng)法使溶質(zhì)原子在液相下原位生成氧化物彌
4、散顆粒,很好地解決了Y等稀土元素在銅基體中由于固溶度極少和偏聚問(wèn)題帶來(lái)的材料設(shè)計(jì)上的困難。本文采用液相原位反應(yīng)法制備Cu–Y2O3復(fù)合材料,研究了稀土元素Y對(duì)銅基體組織和性能的影響,及Y在銅中分布和存在形式;重點(diǎn)研究了Cu–Y2O3復(fù)合材料的組織與性能,探討了Y2O3顆粒的原位生成機(jī)理和顆粒彌散強(qiáng)化機(jī)制,以及其它相關(guān)基礎(chǔ)問(wèn)題。得到的主要結(jié)論有:(1)在Cu–Y合金中,稀土Y多以六方的Cu7Y中間相的形式偏聚于晶界處;合金組織隨著Y含量的
5、增大而不斷細(xì)化,晶粒尺寸由Cu–0.05Y合金的500μm降到Cu–1.5Y合金的80μm;在稀土元素凈化基體、細(xì)化晶粒以及形成中間化合物的共同作用下,Cu–Y合金的導(dǎo)電率隨Y含量的增加先升高后降低,Y含量為0.05%時(shí)合金的導(dǎo)電率最高,達(dá)101.8%IACS;Cu–Y合金的顯微硬度隨著Y含量的增加而升高,這主要是細(xì)晶硬化和第二相硬化的結(jié)果。(2)Cu–Y合金的原位反應(yīng)從熱力學(xué)上來(lái)講為擇優(yōu)氧化,溫度和氧分壓是控制擇優(yōu)氧化的關(guān)鍵因素。Y發(fā)
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