彌散強化銅基復合材料的制備及抗電蝕性能研究.pdf

1、彌散強化銅基復合材料的主要特征是在銅基體中彌散分布著均勻細小的、物理和化學性能穩(wěn)定的陶瓷相顆粒（例如 Al2O3、CrO2、TiB2、SiC等）。彌散強化銅基復合材料不僅在常溫下具有良好的導電性能和機械性能，而且在高溫下仍具有優(yōu)越的導電性能和機械性能保持，因此，在高速鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)、高壓開關觸頭、微電子及電器控制等電接觸服役條件下具有潛在的應用前景。制備方法、彌散相顆粒的含量以及粒徑大小是影響彌散強化銅基復合材料的主要性能尤其是抗電蝕性

2、能的重要因素。本文分別采用內氧化法、冷壓燒結法、SPS法三種不同制備方法制備了Al2O3/Cu復合材料，研究了制備方法對密度、硬度和導電率等性能的影響；以TiB2/Cu復合材料為對象，研究了TiB2含量對材料抗電蝕性能的影響；以Al2O3/Cu復合材料為對象，研究了Al2O3粒徑對材料抗電蝕性能的影響。
　　本研究主要內容包括：⑴內氧化法作為原位自生工藝，其制備的Al2O3/Cu復合材料中的 Al2O3顆粒與基體具有良好的界面結合

3、，且分布均勻，因而彌散強化效果較好，其硬度最高，可達115HBS，綜合性能最好。外加顆粒法引入彌散相顆粒的冷壓燒結法和SPS法制備Al2O3/Cu復合材料時，基體中的Al2O3顆粒均出現(xiàn)一定程度的團聚現(xiàn)象，并更多的出現(xiàn)在晶界處，未能與基體產(chǎn)生良好的界面結合，影響了其性能。其中，作為傳統(tǒng)工藝的冷壓燒結法制備的復合材料，其晶粒較為粗大，孔隙較多，綜合性能相對最差；SPS法作為快速燒結工藝，燒結速度快，制備流程短，其制備的復合材料組織致密，晶

4、粒細小，未出現(xiàn)傳統(tǒng)燒結工藝中的晶粒長大現(xiàn)象，材料致密度和導電率最高，分別達到99.18％和96%IACS，但由于未進行后續(xù)加工工序，硬度較低。⑵對于TiB2/Cu復合材料，在試驗范圍內，隨著 TiB2含量的增加，TiB2顆粒的團聚現(xiàn)象逐漸明顯，復合材料的密度和導電率逐漸降低，硬度先升高后降低，其中當 TiB2的體積分數(shù)為3%時，TiB2/Cu復合材料得到相對最好的綜合性能，硬度達到75.9HBS，導電率達到86.3%IACS。電蝕試驗研