稀土微合金化Cu-Cr合金內(nèi)氧化動(dòng)力學(xué)及其性能研究.pdf

1、彌散強(qiáng)化銅復(fù)合材料具有高導(dǎo)熱率、高導(dǎo)電率和優(yōu)良的高溫強(qiáng)度、高溫抗蠕變性能、耐磨性能好等優(yōu)點(diǎn)，廣泛應(yīng)用于機(jī)電、電子、宇航和原子能等領(lǐng)域。內(nèi)氧化工藝已經(jīng)成為彌散強(qiáng)化銅復(fù)合材料研究的焦點(diǎn)。
　　 本文采用包埋內(nèi)氧化工藝，以Cu-0.8Cr合金實(shí)體為原料，加入不同含量Ce，制備了Cu-Cr2O3(RE)復(fù)合材料，并從熱力學(xué)方面分析了Cu-0.8Cr合金表面內(nèi)氧化的可行性，建立了基于氧在Cu-0.8Cr合金基體中非穩(wěn)擴(kuò)散態(tài)條件下片狀試樣和

2、圓柱試樣的內(nèi)氧化動(dòng)力學(xué)模型，以便對(duì)合金內(nèi)氧化過程進(jìn)行描述；分析了稀土Ce對(duì)Cu-0.8Cr合金內(nèi)氧化性能和顯微組織的影響；研究了冷變形過程中稀土Ce中對(duì)Cu-Cr2O3復(fù)合材料組織和性能的影響。研究結(jié)果表明：
　　 1.Cu-Cr合金發(fā)生內(nèi)氧化的上限氧分壓為：
　　 P CuO2=exp(-41065/ T+29.94)下限氧分壓為：
　　 P CrO2=exp(-59912/ T+17.73)
　　 2

3、.基于氧在固態(tài)銅中進(jìn)行非穩(wěn)態(tài)擴(kuò)散的Cu-Cr平板試樣內(nèi)氧化動(dòng)力學(xué)方程為：
　　 X2 =4NoDo/0.629No+3Ncr·tCu-Cr合金圓柱試樣內(nèi)氧化動(dòng)力學(xué)方程為:
　　 1/2(r21-r22)-r22 ln(r1/r2)=4NoDo/3Ncr·t試驗(yàn)結(jié)果與兩模型吻合較好。
　　 3.隨著內(nèi)氧化時(shí)間的延長以及溫度的提高，內(nèi)氧化層厚度不斷加深。少量Ce的加入加速了Cu-0.8Cr合金的內(nèi)氧化進(jìn)程。Cu-0.

4、8Cr-0.2Ce合金圓柱試樣950℃內(nèi)氧化12h后，氧化層深度可達(dá)798μm。
　　 4.稀土Ce的加入可提高合金的顯微硬度、電導(dǎo)率及抗拉強(qiáng)度。Cu-Cr合金內(nèi)氧化前顯微硬度、電導(dǎo)率、抗拉強(qiáng)度分別為92HV、54.7[％]IACS、247MPa，添加0.2[％]Ce的Cu-Cr合金，經(jīng)12h內(nèi)氧化后其顯微硬度、電導(dǎo)率、抗拉強(qiáng)度分別提高到128HV、80[％]IACS、400MPa。
　　 5.試樣經(jīng)內(nèi)氧化后，隨著變形量