β-SiC化學(xué)鍍及其銅基復(fù)合材料組織與性能研究.pdf

1、金屬與陶瓷各自具有鮮明的特性，二者的復(fù)合可能產(chǎn)生優(yōu)勢(shì)互補(bǔ)、劣勢(shì)相抵、單一均質(zhì)材料無(wú)法具有的綜合優(yōu)異性能。SiC/Cu復(fù)合材料集合金屬Cu優(yōu)異的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能和SiC高強(qiáng)度、高耐磨性的性能，該性能被越來(lái)越多的人所關(guān)注。β-SiC與金屬 Cu同屬立方晶系，且點(diǎn)陣常數(shù)接近，β-SiC與 Cu的復(fù)合為優(yōu)質(zhì)金屬基復(fù)合材料的產(chǎn)生奠定了基礎(chǔ)，然而β-SiC與Cu之間差的潤(rùn)濕性和弱的結(jié)合強(qiáng)度及β-SiC納米粉與晶須在Cu基體中分布不均勻，出現(xiàn)局部團(tuán)聚的

2、現(xiàn)象，這些問(wèn)題都會(huì)引起復(fù)合材料性能的不穩(wěn)定性，成為生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)β-SiC/Cu復(fù)合材料的主要障礙。
　　本文采用化學(xué)鍍銅的方法在β-SiC微米粉(β-SiCp)、納米粉(納米β-SiCp)和晶須(β-SiCw)表面包裹Cu膜來(lái)改變其與基體Cu的潤(rùn)濕性。采用熱壓燒結(jié)技術(shù)制備了β-SiCp/Cu復(fù)合材料和β-SiC(w+p)/Cu混雜復(fù)合材料。研究了鍍銅后β-SiC復(fù)合粉體的組織結(jié)構(gòu)；研究了燒結(jié)參數(shù)(燒結(jié)溫度、燒結(jié)壓力)對(duì)β-SiCp/C

3、u復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)及熱膨脹性能的影響；研究β-SiCp體積分?jǐn)?shù)對(duì)β-SiCp/Cu復(fù)合材料組織結(jié)構(gòu)、熱膨脹性能及耐磨性能影響；研究在納米β-SiCp體積分?jǐn)?shù)一定的情況下，β-SiCw的體積分?jǐn)?shù)對(duì)β-SiC(w+p)/Cu混雜復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)、熱膨脹性能及耐磨性能的影響。結(jié)果表明：采用化學(xué)鍍可以在β-SiCp、納米β-SiCp和β-SiCw表面鍍銅。表面Cu膜均勻致密，無(wú)裸露，且表面粗糙，由許多大小不同的Cu的納米晶堆積而成，Cu納米晶

4、的尺寸大約在150～400nm左右。Cu膜的生長(zhǎng)機(jī)理為島狀生長(zhǎng)。β-SiCp/Cu復(fù)合材料的相組成主要有Cu、β-SiC和少量α-SiC相。β-SiCp在基體中分布均勻，棱角清晰，無(wú)明顯團(tuán)聚現(xiàn)象出現(xiàn)，與Cu基體界面良好。β-SiCp/Cu復(fù)合材料相對(duì)密度隨著燒結(jié)溫度、燒結(jié)壓力的升高而逐漸變大，而隨β-SiCp體積分?jǐn)?shù)的增加而減少。其熱膨脹系數(shù)隨加熱溫度的升高而增大，隨燒結(jié)溫度、燒結(jié)壓力和β-SiCp體積分?jǐn)?shù)的升高而減少。隨β-SiCp體