液相原位反應(yīng)法制備Cu-Y2O3復(fù)合材料的組織與性能.pdf

1、氧化物彌散強化(ODS)銅基復(fù)合材料由于具有高強度、高導(dǎo)電性以及良好的高溫性能,在電極材料、電接觸材料及集成電路引線框架材料等領(lǐng)域被廣泛地應(yīng)用。本文采用液相原位反應(yīng)法制備Y2O3顆粒彌散強化銅基復(fù)合材料。液相原位反應(yīng),是一種新型的ODS復(fù)合材料的制備方法,是將合金加熱到液相線溫度以上,使溶質(zhì)原子在熔融狀態(tài)下原位氧化生成氧化物彌散顆粒。本文研究了添加稀土元素Y對銅基體組織和性能的影響,Y在銅中分布及存在形式;本文重點研究了Cu-Y2O3復(fù)

2、合材料的組織與性能,探討了Y2O3顆粒液相線溫度的原位生成機理和Y2O3顆粒彌散強化機理。本文得到的結(jié)論如下:
　　 1.稀土是冶金工業(yè)中非常有效的添加劑。稀土Y能夠去除銅基體中氧、硫、磷等有害雜質(zhì),具有凈化銅基體的作用;稀土Y具有細化晶粒的作用,隨著Y含量的增多,基體銅的晶粒不斷地細化。
　　 2.稀土Y在銅中的溶解度不到0.04％,為了降低體系的自由能,未固溶的Y原予以中間合金的形式存在,能譜分析表明這些中間合金偏聚

3、于晶界處,X射線衍射結(jié)果表明Cu-Y相圖中富銅區(qū)的中間合金相應(yīng)為Cu7Y。
　　 3.隨著稀土Y含量的增加,銅的電導(dǎo)率先升高后降低,在Y含量為0.05%時電導(dǎo)率最高,達到102%IACS;銅的顯微硬度值隨著Y含量的增加而遞增,Y含量為0.4%時,銅的硬度值為72HV。
　　 4.用工業(yè)N2作供氧劑,Cu-0.4wt.%Y合金在液相線溫度下原位反應(yīng)生成Cu-1.7vol.%Y2O3合金。TEM結(jié)果表明,生成的Y2O3顆粒均

4、勻地彌散分布于銅基體上,其平均尺寸為7nm,平均粒子間距為20nm;SAD花樣發(fā)現(xiàn)原位生成的Y2O3相與銅基體有共格關(guān)系,晶格錯配度為0.036,其中晶面(422)Y2O3//(111)Cu,(444)Y2O3//(220)Cu,晶帶軸[011]Y2O3//[112]Cu。
　　 5.本實驗制備的Cu-1.7vol%Y2O3復(fù)合材料具有優(yōu)良的導(dǎo)電性能,其電導(dǎo)率達到98%IACS,高于美國SCM公司生產(chǎn)的Glidcop系列Cu-A

5、l2O3;復(fù)合材料;其抗拉強度在未變形的情況下達558MPa.
　　 6.冷加工變形對Cu-Y2O3復(fù)合材料的導(dǎo)電率影響不大;Cu-Y2O3復(fù)合材料具有很好的加工硬化性能,經(jīng)過80%的變形,合金的硬度由初始值83HV增大到127HV,硬度提高了近60%。
　　 7.Y2O3顆粒與位錯的相互作用滿足Orowan機制,理論計算表明體積分數(shù)為1.7%的Y2O3顆粒由Orowan機制增加的強度值為400MPa,有很好的彌散強化效