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文檔簡介
1、彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料因具有優(yōu)良的高強(qiáng)高導(dǎo)性能、抗磨損性能以及抗高溫軟化性能而備受關(guān)注。彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料的主要特征是在銅基體中彌散分布著細(xì)小的彌散強(qiáng)化相顆粒,彌散強(qiáng)化相顆粒主要特征參量包括:顆粒自身特性表征參量;顆粒在銅基體中的分布特征參量(數(shù)量、大小和間距等)。由于彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料具有的優(yōu)越性能與彌散強(qiáng)化相顆粒的特征參量密不可分,因此彌散強(qiáng)化相顆粒特征參量的設(shè)計問題是彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料應(yīng)用中的首要問題。
本文以Al2
2、O3、SiO2、SiC和MgO四種不同彌散相納米顆粒為研究對象,采用粉末冶金法制備了不同增強(qiáng)相顆粒的彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料,將制備的彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料經(jīng)熱擠壓后,對其密度、硬度、導(dǎo)電率和熱膨脹系數(shù)進(jìn)行了測試,并對復(fù)合材料進(jìn)行了載流摩擦磨損性能測試;研究了增強(qiáng)相顆粒的特征參量對復(fù)合材料密度、硬度、導(dǎo)電率、熱膨脹系數(shù)和摩擦磨損性能的影響,以及各性能之間的內(nèi)在關(guān)聯(lián);利用金相顯微鏡、掃描電子顯微鏡( SEM)、能譜儀(EDS)以及透射電鏡(TE
3、M)對復(fù)合材料進(jìn)行微觀組織分析,以期為彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料的制備和在載流摩擦領(lǐng)域的材料設(shè)計提供理論依據(jù)。
研究結(jié)果表明:
1.隨著納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加,銅基復(fù)合材料的密度和導(dǎo)電率逐漸降低,硬度先升高后降低,在試驗范圍內(nèi),當(dāng)體積體積分?jǐn)?shù)達(dá)到2.0%時,銅基復(fù)合材料的綜合性能較好。微觀組織觀察表明,當(dāng)顆粒體積含量較小時,增強(qiáng)相顆粒彌散分布在 Cu基體中;隨著納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加,納米顆粒在銅基體晶界處出現(xiàn)團(tuán)聚。
4、> 2.隨著納米顆粒體積分?jǐn)?shù)的增加,銅基復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)降低,在Al2O3/Cu、SiO2/Cu、SiC/Cu、MgO/Cu四種復(fù)合材料中,從100℃~300℃升溫過程中 MgO/Cu復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)比 Al2O3/Cu、SiO2/Cu和 SiC/Cu要低,當(dāng)溫度達(dá)到300℃以上時,SiO2/Cu復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)最低。
3.在試驗范圍內(nèi),隨著 Al2O3顆粒粒徑的增加,Al2O3/Cu復(fù)合材料的磨損率呈現(xiàn)先降低后
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