Al2O3弥散强化铜陶瓷金属界面对其性能影响的研究

来源 :哈尔滨工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:michael_CL
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氧化铝弥散强化铜材料具有高强、高导和高温稳定性的特点,广泛应用在电阻点焊、机械制造、电子电器等领域。本文采用机械合金化制备弥散强化铜粉末,并经热挤压制得弥散强化铜热挤压棒材。本文主要研究以下内容:研究以非原位合成法与原位合成法这两种工艺的机械合金化法制备弥散强化铜材料,得知原位合成法能够在高能球磨10h后实现氧化铝在铜基体中完全固溶和弥散分布,原因在于氧化铝颗粒是在机械合金化过程中原位生成,与铜基体界面润湿性好、结合强度高、相容性良好,能够在较短的时间内与基体形成稳定界面结构。将机械合金化后的弥散强化铜粉末退火处理,研究银元素掺杂、合成工艺对氧化铝弥散相热稳定性的影响。非原位合成工艺掺杂银元素后制备的弥散强化铜在经长时间高温退火后,氧化铝弥散相热稳定性好,长大现象不明显,表明银元素能够抑制氧化铝弥散相的长大;采用原位合成法得到的氧化铝弥散相在经高温退火后同样具有很好的热稳定性,长大现象不明显,表明原位合成工艺下氧化铝弥散相稳定。弥散强化铜粉末经模压成型、烧结、包套抽真空、热挤压工序后挤压成型,测定弥散强化铜热挤压棒材的密度、硬度、强度、软化温度与电导率等性能。得知掺杂银元素能提高材料的力学性能,原位合成法制得材料性能优于非原位合成法。掺杂银元素通过提高金属陶瓷界面脱粘功、抑制氧化铝弥散相在金属陶瓷界面处的偏聚长大而改善材料性能;原位合成法通过增强氧化铝弥散相与铜基体界面的结合程度、润湿性而改善材料性能。材料性能改善的原理是通过细晶强化和弥散强化强化实现的。制得的弥散强化铜材料的软化温度高于950℃,接近铜的熔点;采用原位合成法、掺杂银元素的弥散强化铜材料硬度为86.77HRB、抗拉强度为481.77MPa。
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