金屬元素?fù)诫s對(duì)氧化鋁彌散強(qiáng)化銅力學(xué)性能的影響研究.pdf

1、彌散強(qiáng)化銅(DSC)是一種廣泛應(yīng)用于汽車(chē)和電子行業(yè)的高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金材料。正確理解陶瓷和銅基體界面的界面化學(xué)和雜質(zhì)偏聚對(duì)設(shè)計(jì)和制備高性能納米彌散相強(qiáng)化銅具有主要意義。本文首先利用第一性原理電子密度泛函方法計(jì)算了Cu/Al2O3界面的微觀(guān)結(jié)構(gòu)和結(jié)合強(qiáng)度，計(jì)算表明，相比于Cu或Al2O3的強(qiáng)度，Cu(111)層間和Al2O3(0001)層間的脫粘功分別為2.4~2.5和3.6~4.6 J/m2。相比較，Cu/A2O3界面的結(jié)合強(qiáng)度很低，其界面

2、脫粘功為0.7~0.8 J/m2，只相當(dāng)于Cu基體的三分之一，因此有可能成為彌散銅合金的主要裂紋來(lái)源。以此為基礎(chǔ)，在氬氣保護(hù)條件下使用高能球磨方法，本文系統(tǒng)地實(shí)驗(yàn)研究了有可能在A(yíng)l2O3/Cu基體界面形成雜質(zhì)偏聚的Ag、Ni、Zr、Hf和Ti等合金摻雜元素對(duì)Cu-1.2wt％Al2O3彌散強(qiáng)化銅性能的影響。XRD結(jié)果表明高能球磨能有效地固溶Al2O3彌散相到銅基體中。球磨后的粉末樣品在700Mp壓力冷壓成型后分別在860℃，900℃，9

3、40℃和980℃中燒結(jié)2.5h，隨后又通過(guò)1200MPa冷壓來(lái)提高其密度并測(cè)試樣品的硬度。
　　結(jié)果表明，一定量的Ag元素?fù)诫s能顯著地提高樣品的維氏硬度，Ni和Hf元素?fù)诫s對(duì)改善樣品維氏硬度也有一定幫助，Zr元素?fù)诫s略微降低了樣品的維氏硬度。
　　通過(guò)SEM表征發(fā)現(xiàn)，一定量的Ag摻雜能抑制樣品燒結(jié)過(guò)程中氧化鋁彌散顆粒的長(zhǎng)大，從而起到細(xì)化氧化鋁顆粒粒徑的作用，最終改善彌散強(qiáng)化銅的強(qiáng)度?？梢钥隙?，Al2O3顆粒粒徑的減小是與Ag