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文檔簡介
1、電火花加工用傳統(tǒng)工具電極損耗嚴重,ZrB2-Cu復合材料具有優(yōu)良的導電導熱性能、較高的硬度和強度,適合作為新型電極材料,以降低工具損耗,節(jié)省成本。
本文利用熱壓燒結工藝制備了ZrB2-Cu、ZrB2(Ni)-Cu和SiC/ZrB2(Ni)-Cu復合材料。觀察分析材料的物相組成和微觀形貌;并對材料的力學性能、電學性能、熱學性能以及摩擦磨損性能進行了表征和分析。研究結果表明:
(1)以ZrB2和Cu為原料,熱壓燒結制備了
2、ZrB2-Cu復合材料。燒結溫度分別為850℃、900℃和950℃,壓力為20MPa,保溫時間為5min,升溫速率為90℃/min,真空條件。隨著燒結溫度的升高,ZrB2-Cu復合材料的相對密度升高,硬度和彎曲強度先增大后減小;隨著銅含量的增加,ZrB2-Cu復合材料的相對密度和彎曲強度增加,而硬度降低。燒結溫度為900℃制備的含60vol.%Cu的ZrB2-Cu復合材料的硬度最大,其值為3.7GPa;含70vol.%Cu的ZrB2-C
3、u復合材料的彎曲強度最大,其值為258MPa。
(2)以化學鍍鎳后的ZrB2和Cu為原料,熱壓燒結制備ZrB2(Ni)-Cu復合材料。燒結溫度分別為850℃、900℃和950℃,壓力為20MPa,保溫時間為5min,升溫速率為90℃/min,真空條件。燒結溫度為900℃制備的含50vol.%Cu的ZrB2(Ni)-Cu復合材料的硬度最大,其值為4.4GPa;含70vol.%Cu的ZrB2(Ni)-Cu復合材料的彎曲強度最大,其
4、值為375MPa。復合材料的熱導率隨著燒結溫度及銅含量的增加而增加,燒結溫度為950℃制備的含60vol.%Cu的ZrB2(Ni)-Cu復合材料的熱導率最大,其值為191.71W/(m·K)。復合材料的電阻率隨著燒結溫度的升高和銅含量的增加而降低,燒結溫度為900℃制備的含70vol.%Cu的ZrB2(Ni)-Cu復合材料的電阻率最小,其值為3.1μΩ·cm。
(3)在ZrB2(Ni)-60Cu材料體系中加入SiC,在900℃
5、、20MPa、保溫5min、90℃/min的升溫速率、真空條件下熱壓燒結制各出SiC/ZrB2(Ni)-Cu復合材料。加入SiC后,復合材料的熱導率顯著增加。當添加10vol.%粒度為2μm的SiC時,SiC/ZrB2(Ni)-Cu復合材料的熱導率達到最大,其值為221.71W/(m·K)。材料的電阻率隨SiC含量的增加而增加。當添加5vol.%SiC時,SiC/ZrB2(Ni)-Cu復合材料的電阻率最小,其值為11μΩ·cm。
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