粉末冶金法制備Cu-SiC梯度功能材料工藝及性能研究.pdf

1、Cu/SiC梯度功能材料既有銅高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性的優(yōu)點(diǎn)，同時(shí)具有一定的力學(xué)性能以及可調(diào)節(jié)的熱膨脹系數(shù)，在電觸頭材料、電子封裝材料、電接觸材料領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。
　　本研究運(yùn)用正交試驗(yàn)法確定高能球磨混粉過程中的最佳工藝參數(shù)，研究了球磨機(jī)轉(zhuǎn)速、球磨時(shí)間、球料比對(duì)粉末粒徑和包覆性能的影響；運(yùn)用控制變量法，研究了不同壓制壓力對(duì)壓坯致密度及微觀組織的影響，確定了壓制工藝過程中合理的壓制壓力；在其他工藝參數(shù)不變情況下，用不同的燒結(jié)溫度對(duì)

2、壓坯進(jìn)行燒結(jié)試驗(yàn)，分析了不同燒結(jié)溫度對(duì)燒結(jié)體燒結(jié)效果的影響，得出了合理的燒結(jié)溫度。按照該工藝制備了Cu/SiC梯度功能材料，借助 Tension金相顯微鏡、JSM-5610LV掃描式電子顯微鏡(SEM)、HV-1000顯微維氏硬度測試系統(tǒng)及 MPX-200型立式萬能摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)對(duì)Cu/SiC梯度功能材料試樣的顯微組織、致密度、導(dǎo)電率、硬度和耐磨性能進(jìn)行了測試及分析；并對(duì)試樣進(jìn)行二次壓制處理，探討了二次燒壓工藝對(duì)材料性能的提升作用。對(duì)工

3、藝研究發(fā)現(xiàn)：在高能球磨工藝過程中，各球磨參數(shù)的影響依次為：球磨時(shí)間＞球磨機(jī)轉(zhuǎn)速＞球料比；試驗(yàn)得到的粉末最細(xì)化工藝參數(shù)為：球磨時(shí)間20小時(shí)，球料比20:1，轉(zhuǎn)速300r/min；在壓制工藝中，隨著成形壓力的不斷增加，壓坯密度不斷提升，考慮壓坯密度和彈性后效的綜合作用確定壓制壓力400Mpa；在燒結(jié)過程中，隨著燒結(jié)溫度的提升，材料致密度逐漸變大，以900℃燒結(jié)時(shí)致密度最大。性能測試結(jié)果表明：梯度材料的微觀組織中基體連續(xù)；隨著SiC體積分?jǐn)?shù)的

4、下降，梯度材料每層的密度不斷提升，致密度最高達(dá)到78％；SiC顆粒的加入，明顯提高了基體Cu的硬度，隨著SiC體積分?jǐn)?shù)的增加，硬度值逐漸提升，最高硬度達(dá)到138.5HV，當(dāng)SiC體積分?jǐn)?shù)高于40%，硬度值會(huì)降低；SiC體積分?jǐn)?shù)的增加，梯度材料層導(dǎo)電率隨之變小，導(dǎo)電性能變差；SiC顆粒的加入提高了基體Cu的耐磨性，SiC體積分?jǐn)?shù)在40%以下時(shí)，耐磨性能隨之增強(qiáng)，當(dāng)SiC體積分?jǐn)?shù)高于40%，耐磨性能由于致密度較小的原因會(huì)有所下降，且多銅面是