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文檔簡介
1、SiC/Cu金屬陶瓷復(fù)合材料作為“結(jié)構(gòu)一功能一體化“材料,具有優(yōu)異的力學(xué)性能和良好的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能,具有非常廣泛的發(fā)展前景,可作為航天飛機(jī)高導(dǎo)熱機(jī)身材料、電接觸材料或熱交換器、耐磨片等。 本研究選用工業(yè)生產(chǎn)的微米SiC顆粒(平均顆粒尺寸為101μm),分別采用非均相沉淀法中還原一旋轉(zhuǎn)沉淀法等工藝方法將Cu包裹到SiC顆粒表面;分析了原始SiC顆粒尺寸及其分布、反應(yīng)溫度、CuSO<,4>溶液飽和度等對(duì)顆粒包裹效果的影響;通過DSC-
2、TG聯(lián)用技術(shù)了解復(fù)合粉體在加熱過程中的物理和化學(xué)變化行為,對(duì)復(fù)合粉體進(jìn)行真空熱壓燒結(jié)工藝研究,制備了致密的、結(jié)構(gòu)均勻的SiC/Cu金屬陶瓷復(fù)合材料;分別采用XRD、SEM、EDS等手段對(duì)樣品進(jìn)行表征。對(duì)影響SiC-Cu界面結(jié)合的有關(guān)因素進(jìn)行了探討;通過對(duì)SiC/Cu復(fù)合材料的顯微斷口形貌研究,對(duì)SiC/Cu復(fù)合材料的斷裂機(jī)制有了深入的研究;同時(shí)也對(duì)SiC/Cu復(fù)合材料的電學(xué)性能進(jìn)行測定,初步了解了在低溫和高溫下SiC/Cu復(fù)合材料不同的
3、導(dǎo)電機(jī)制,為進(jìn)一步開發(fā)SiC/Cu復(fù)合材料在實(shí)際中的應(yīng)用提供了參考。 結(jié)果表明,采用非均相沉淀方法,可以將Cu包裹到納米SiC顆粒表面,獲得的復(fù)合粉體中SiC和Cu兩相之間的混合均勻。根據(jù)DSC-TG的測試結(jié)果,SiC/Cu復(fù)合粉體的最佳燒成溫度控制在900℃以下比較合適。采用熱壓燒結(jié)得到的最佳工藝為:燒成溫度為700℃,壓力為40MPa,保溫時(shí)間5 min,可制得高致密的SiC/Cu復(fù)合材料。SiC/Cu復(fù)合粉體中的Cu<,2
4、>O在燒結(jié)過程中分解。制備的SiC/Cu復(fù)合材料兩相分布均勻,呈“核一殼”結(jié)構(gòu),核心為SiC顆粒,殼層則是由納米Cu微晶構(gòu)成。SiC/Cu復(fù)合材料的顯微硬度顯著增強(qiáng),35SiC/65Cu(體積比)復(fù)合材料的顯微硬度達(dá)到1300MPa,是純銅的1.73倍,抗彎強(qiáng)度隨SiC含量增加而降低。SiC/Cu復(fù)合材料的電阻率隨SiC含量增加而增大,在低溫下(<400℃),SiC/Cu復(fù)合材料的電阻率與溫度成線性關(guān)系,主要體現(xiàn)為金屬導(dǎo)電機(jī)制,在400
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