液相原位反應(yīng)制備納米氧化釔彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料及性能研究.pdf

1、分類號(hào)：密級(jí)：UDC：學(xué)號(hào)：355729112005南昌大學(xué)博士研究生學(xué)位論文液相原位反應(yīng)制備納米氧化釔彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料及性能研究液相原位反應(yīng)制備納米氧化釔彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料及性能研究StudyofPropertiesofnanoYttriaDispersionStrengthenedCopperbasedCompositesPreparedbyInsituReactionatLiquidusTemperature卓海鷗培養(yǎng)單位（

2、院、系）：材料科學(xué)與工程學(xué)院指導(dǎo)教師姓名、職稱：唐建成教授申請(qǐng)學(xué)位的學(xué)科門類：工學(xué)學(xué)科專業(yè)名稱：材料科學(xué)與工程論文答辯日期：2015年5月30日答辯委員會(huì)主席：評(píng)閱人：年月日摘要I摘要高強(qiáng)高導(dǎo)銅合金（復(fù)合材料）應(yīng)兼具高強(qiáng)度和高導(dǎo)電性能，以及良好的抗高溫軟化性能。一般可分為兩類：以Cu–Cr合金為代表的沉淀強(qiáng)化銅合金，因位錯(cuò)切割與Cu基體共格的強(qiáng)化顆粒而具有高的室溫強(qiáng)度，但抗高溫軟化能力差；以Cu–Al2O3合金為代表的彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材

3、料，因Al2O3粒子的熱穩(wěn)定性高而具有優(yōu)良的高溫性能，但Al2O3顆粒的owan強(qiáng)化機(jī)制效果一般。Y2O3等稀土氧化物具有高的熱力學(xué)穩(wěn)定性，而且其類螢石結(jié)構(gòu)與Cu基體有位相匹配關(guān)系，在合適的情況下能與Cu基體形成共格關(guān)系的相界面。此外，Y在Cu中極低的溶解度和很小的擴(kuò)散速率會(huì)抑制Y2O3粒子的團(tuán)聚和長(zhǎng)大，從而得到納米級(jí)的彌散顆粒。因此，Y2O3等稀土氧化物被認(rèn)為是銅基材料最為理想的強(qiáng)化相。液相原位反應(yīng)法使溶質(zhì)原子在液相下原位生成氧化物彌

4、散顆粒，很好地解決了Y等稀土元素在銅基體中由于固溶度極少和偏聚問題帶來的材料設(shè)計(jì)上的困難。本文采用液相原位反應(yīng)法制備Cu–Y2O3復(fù)合材料，研究了稀土元素Y對(duì)銅基體組織和性能的影響，及Y在銅中分布和存在形式；重點(diǎn)研究了Cu–Y2O3復(fù)合材料的組織與性能，探討了Y2O3顆粒的原位生成機(jī)理和顆粒彌散強(qiáng)化機(jī)制，以及其它相關(guān)基礎(chǔ)問題。得到的主要結(jié)論有：（1）在Cu–Y合金中，稀土Y多以六方的Cu7Y中間相的形式偏聚于晶界處；合金組織隨著Y含量的

5、增大而不斷細(xì)化，晶粒尺寸由Cu–0.05Y合金的500μm降到Cu–1.5Y合金的80μm；在稀土元素凈化基體、細(xì)化晶粒以及形成中間化合物的共同作用下，Cu–Y合金的導(dǎo)電率隨Y含量的增加先升高后降低，Y含量為0.05%時(shí)合金的導(dǎo)電率最高，達(dá)101.8%IACS；Cu–Y合金的顯微硬度隨著Y含量的增加而升高，這主要是細(xì)晶硬化和第二相硬化的結(jié)果。（2）Cu–Y合金的原位反應(yīng)從熱力學(xué)上來講為擇優(yōu)氧化，溫度和氧分壓是控制擇優(yōu)氧化的關(guān)鍵因素。Y發(fā)