納米Mo-40Cu復(fù)合粉末的制備及其燒結(jié)性能研究.pdf

1、Mo-Cu合金具有高導(dǎo)電導(dǎo)熱性、低且可調(diào)的熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點，被廣泛應(yīng)用于電子封裝材料、熱沉材料、大規(guī)模集成電路散熱元件等領(lǐng)域。但由于采用常規(guī)粉末冶金工藝制備Mo-Cu合金存在燒結(jié)致密度低、組織不均勻等缺陷，因此迫切需要改善Mo-Cu合金的相容性和燒結(jié)性能。本文采用化學(xué)共沉淀-氫氣還原法制備納米Mo-Cu復(fù)合粉末，通過燒結(jié)制備致密的Mo-40Cu(wt.％)合金。利用X射線衍射儀(XRD)、場發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和透射電鏡(TEM)

2、等手段對前驅(qū)體粉末以及還原后復(fù)合粉體的物相和形貌進行表征，探討燒結(jié)工藝對 Mo-40Cu合金組織和性能的影響。主要研究結(jié)果如下：
　　(1)以Na2MoO4·2H2O和CuCl2·2H2O為原料，采用化學(xué)共沉淀-氫氣還原法制備納米 Mo-Cu復(fù)合粉末。結(jié)果表明，最佳制粉工藝為水浴溫度60℃，煅燒溫度350℃和還原溫度750℃。復(fù)合粉末呈球形或近似球形，具有“Mo包覆Cu”的核殼結(jié)構(gòu)，主要由Cu核與Mo殼組成，Cu核尺寸約為50~6

3、0nm，Mo外殼尺寸約為30nm，平均晶粒尺寸約為80nm。
　　(2)研究三種燒結(jié)工藝對燒結(jié)體組織和性能的影響。結(jié)果表明，采用真空燒結(jié)制備 Mo-40Cu合金，最佳燒結(jié)工藝為燒結(jié)溫度1300℃和保溫時間2h，合金的相對密度為94.7%，抗彎強度和硬度分別為571MPa、118.9HV，其斷裂方式是以沿晶斷裂為主；采用放電等離子體燒結(jié)制備Mo-40Cu合金，最佳燒結(jié)工藝為燒結(jié)溫度1150℃，合金的相對密度為95.6%，抗彎強度和硬

4、度分別為469.8MPa、202.4HV，其斷裂方式是以韌性斷裂為主；氫氣氣氛下在1300℃和保溫2h燒結(jié)制備的Mo-40Cu合金具有較好的綜合力學(xué)性能，其相對密度為98.3%，抗彎強度和硬度分別為1005.4MPa和166HV，電阻率和熱導(dǎo)率分別為6.5×10-8Ωm、191.7W·m-1·K-1，熱膨脹系數(shù)在500℃~700℃約為10.8×10-6K-1，合金組織均勻，晶粒細小，晶粒尺寸約為4μm，其斷裂方式是以韌性斷裂為主，伴隨有