混合稀土Cu-Al合金薄板內(nèi)氧化制備彌散銅IC框架材料研究.pdf

1、Al2O3彌散強化銅基復(fù)合材料不僅具有良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性，高的室溫強度，而且高溫強度同樣優(yōu)越，廣泛用于引線框架、電真空器件和電阻焊電極等。在眾多制備方法中，用內(nèi)氧化法制備的Al2O3彌散強化銅復(fù)合材料性能良好，但目前尚存在工藝復(fù)雜、生產(chǎn)周期長、成本昂貴等問題。
　　 本文采用以工業(yè)氮氣中的余氧作為內(nèi)氧化介質(zhì)將Cu-Al合金和Cu-Al-RE合金在管式爐中直接進行內(nèi)氧化，工藝過程簡單。本文研究了溫度、時間及混合稀土(Ce+Y)對

2、Cu-Al合金內(nèi)氧化動力學(xué)的影響；研究了內(nèi)氧化法制備的Cu-Al2O3和Cu-Al2O3/(Ce+Y)復(fù)合材料的導(dǎo)電率、顯微硬度、抗拉強度和并進行了顯微組織觀察，分析了(Ce+Y)對復(fù)合材料性能和顯微組織的影響；并研究了Cu-Al2O3和Cu-Al2O3/(Ce+Y)復(fù)合材料顯微硬度隨退火溫度的變化規(guī)律，及導(dǎo)電率、顯微硬度和抗拉強度隨變形量的變化關(guān)系，揭示了Al2O3彌散強化銅復(fù)合材料的高溫軟化和再結(jié)晶行為，為該類復(fù)合材料的制備和廣泛應(yīng)

3、用提供依據(jù)。
　　 結(jié)果表明：在相同的內(nèi)氧化溫度條件下，添加稀土的Cu-Al合金內(nèi)氧化層厚度明顯比未添加的內(nèi)氧化層厚度大，表現(xiàn)出明顯的催滲效果，其中Cu-Al-0.1(Ce+Y)薄板在950oC×2h內(nèi)氧化的氧化層厚度為363μm，比未添加的Cu-Al內(nèi)氧化層厚度增加了60[％]；內(nèi)氧化成功制備了Cu-Al2O3/RE復(fù)合材料，HREM和TEM分析和計算表明，經(jīng)內(nèi)氧化制備的Cu-Al2O3/RE復(fù)合材料在基體上生成了彌散分布的細

4、小的γ-Al2O3顆粒，顆粒粒徑約為5nm～10nm，顆粒間距約為10nm～30nm，在晶內(nèi)和晶界彌散分布，與基體保持完全共格或半共格關(guān)系；適量稀土元素(Ce+Y)的加入提高了Cu-Al2O3復(fù)合材料的顯微硬度和抗拉強度和軟化溫度。Cu-Al2O3/0.05(Ce+Y)復(fù)合材料的軟化溫度比未添加稀土(Ce+Y)的Cu-Al2O3復(fù)合材料的軟化溫度提高了100oC，達到800oC。變形量和混合稀土比例對Cu-Al2O3和Cu-Al2O3/

5、(Ce+Y)復(fù)合材料的軟化溫度和再結(jié)晶溫度影響不大；冷軋變形使Cu-Al2O3復(fù)合材料的顯微硬度和抗拉強度得到了大幅度提高，且隨著變形量的增加而增加。經(jīng)950oC×2h內(nèi)氧化制備的Cu-Al2O3復(fù)合材料經(jīng)80[％]冷變形后，顯微硬度和抗拉強度分別增加了45HV和168MPa，達到135HV和390MPa。
　　 本文研究表明，經(jīng)950oC和2h內(nèi)氧化制備的Cu-Al2O3/0.05(Ce+Y)復(fù)合材料綜合性能最好，Cu-Al2