(Cu,Ni)-La2O3/Gd2O3梯度功能复合材料研究

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采用激光增材制造技术在纯Cu基体上制备了(Cu,Ni)-La2O3/Gd2O3梯度功能复合材料,并研究了不同成分配比的粉末原料的微观组织,并对微观组织良好的成分配比进行激光功率对变形量的影响研究,并对变形量合理的梯度材料进行了摩擦磨损及电烧蚀性能的测试。组织分析表明:(Cu,Ni)-La2O3/Gd2O3梯度功能复合材料的元素分布呈现梯度变化,力学性能呈现梯度变化。(Cu,Ni)-La2O3梯度功能复合材料的组织:底部组织为长条形的树枝晶组织,中的组织为粗大树枝晶,顶部为十字状枝晶,支晶为(Cu,Ni)相,晶间为Cr0.19Fe0.7Ni0.11和Fe0.64Ni0.36;(Cu,Ni)-Gd2O3梯度功能复合材料的组织:底部组织为长条形的树枝晶组织,中部分散的小的针状相;顶部的组织短针状的组织针状Cr相的长度约20-100?m;TEM分析表明:La2O3/Gd2O3与Cu基体的界面结合良好,为Cu基体提供了良好的强化作用。变形应力分析表明:(Cu,Ni)-La2O3/Gd2O3梯度材料底层的变形量随着激光功率的增加逐渐减小,而中层和顶层,变形量随着激光功率的增加逐渐减小;残余应力分布呈现中间受压两边受拉的形态,从底层到顶层,微观应变呈现逐渐减小的变化。性能研究表明:(Cu,Ni)-La2O3/Gd2O3梯度材料的磨损率随着摩擦速度和摩擦载荷的增大先缓慢增加,到80m/s或50N增加速度变大,然后又变得缓慢,摩擦系数的变化趋势也一致;梯度材料的磨损率随着摩擦电流的增大增加,摩擦系数的变化与其一致;小电流下的磨损形貌颗粒状的烧蚀斑点,大电流下的磨损形貌许多球状的小液滴飞溅,以及大量的气孔;.由于La2O3梯度材料的组织晶间结合不如Gd2O3梯度材料,其摩擦性能在同等条件下比Gd2O3梯度材料弱。(Cu,Ni)-La2O3/Gd2O3梯度样品的电烧蚀的质量损失随着电流增加而增加;电烧蚀样品在不同电流下的烧蚀轮廓呈现一个类U字形的特征,烧蚀截面积随着电流的增大而变大;电烧蚀的微观形貌特主要是微裂纹,球形颗粒,孔洞等。
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