注射成形制備Cu-Al2O3復(fù)合材料工藝研究.pdf

1、氧化鋁陶瓷因具有優(yōu)異的性能而得到廣泛的應(yīng)用,然而脆性大、抗熱震性能差等缺點(diǎn)限制了其使用范圍。在氧化鋁基體中加入具有良好耐磨性、韌性、延展性、導(dǎo)熱性、導(dǎo)電性的金屬銅,能夠改善其綜合性能。
　　本文以氧化鋁粉與銅粉為研究對(duì)象,研究了制備 Cu/Al2O3復(fù)合材料的注射成形工藝。具體而言,包括喂料制備、注射、脫脂以及燒結(jié)工藝過(guò)程。
　　研究了石蠟基多聚物粘結(jié)劑體系喂料的性能,得出注射用喂料的粉末裝載量為55％、粘結(jié)劑為75%石蠟+

2、20%低密度聚乙烯+5%硬脂酸。
　　采用正交試驗(yàn)研究了注射工藝參數(shù)(注射溫度、注射壓力、注射時(shí)間)對(duì)注射坯性能的影響,得出注射工藝參數(shù):溫度150℃、壓力90MPa、時(shí)間8s;根據(jù)文獻(xiàn)得出相應(yīng)保壓壓力75MPa;通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)得出保壓時(shí)間10s、模具溫度40℃。
　　脫脂工藝采用溶劑-熱二步脫脂工藝。其溶劑脫脂以三氯乙烯為溶劑,在40℃脫脂6h;其熱脫脂采用真空氣氛下的分步熱脫脂。脫脂后脫脂率達(dá)96.1%,脫脂坯表面質(zhì)量良好

3、。
　　通過(guò)對(duì)比試驗(yàn)研究了燒結(jié)工藝。具體為在1500℃、1550℃、1600℃分別保溫2.5h,在1550℃分別保溫2h、2.5h、3h,研究了燒結(jié)試樣的性能,得出燒結(jié)溫度與保溫時(shí)間分別為1550℃、2.5h。經(jīng)過(guò)燒結(jié), Cu/Al2O3試樣的密度為3.95g/cm3、抗彎強(qiáng)度為542MPa、維氏硬度為1534HV。
　　在1550℃下保溫2.5h進(jìn)行燒結(jié),研究了0%、5%、10%、15%四種Cu含量對(duì)Cu/Al2O3復(fù)合材

4、料性能的影響。發(fā)現(xiàn)試樣的密度、抗彎強(qiáng)度、維氏硬度在Cu含量0%時(shí),分別為3.79g/cm3、520MPa、1669HV;在 Cu含量5%時(shí),分別為3.86g/cm3、442MPa、1575HV;在Cu含量10%時(shí),分別為3.95g/cm3、542MPa、1534HV;在Cu含量15%時(shí),分別為4.04g/cm3、465MPa、1373HV。同時(shí)分析了 Cu/Al2O3復(fù)合材料的斷裂行為,發(fā)現(xiàn)復(fù)合材料斷裂時(shí)同時(shí)存在沿晶斷裂、穿晶斷裂以及銅