彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料的制備及抗電蝕性能研究.pdf

1、彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料的主要特征是在銅基體中彌散分布著均勻細(xì)小的、物理和化學(xué)性能穩(wěn)定的陶瓷相顆粒（例如 Al2O3、CrO2、TiB2、SiC等）。彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料不僅在常溫下具有良好的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能，而且在高溫下仍具有優(yōu)越的導(dǎo)電性能和機(jī)械性能保持，因此，在高速鐵路接觸網(wǎng)系統(tǒng)、高壓開(kāi)關(guān)觸頭、微電子及電器控制等電接觸服役條件下具有潛在的應(yīng)用前景。制備方法、彌散相顆粒的含量以及粒徑大小是影響彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料的主要性能尤其是抗電蝕性

2、能的重要因素。本文分別采用內(nèi)氧化法、冷壓燒結(jié)法、SPS法三種不同制備方法制備了Al2O3/Cu復(fù)合材料，研究了制備方法對(duì)密度、硬度和導(dǎo)電率等性能的影響；以TiB2/Cu復(fù)合材料為對(duì)象，研究了TiB2含量對(duì)材料抗電蝕性能的影響；以Al2O3/Cu復(fù)合材料為對(duì)象，研究了Al2O3粒徑對(duì)材料抗電蝕性能的影響。
　　本研究主要內(nèi)容包括：⑴內(nèi)氧化法作為原位自生工藝，其制備的Al2O3/Cu復(fù)合材料中的 Al2O3顆粒與基體具有良好的界面結(jié)合

3、，且分布均勻，因而彌散強(qiáng)化效果較好，其硬度最高，可達(dá)115HBS，綜合性能最好。外加顆粒法引入彌散相顆粒的冷壓燒結(jié)法和SPS法制備Al2O3/Cu復(fù)合材料時(shí)，基體中的Al2O3顆粒均出現(xiàn)一定程度的團(tuán)聚現(xiàn)象，并更多的出現(xiàn)在晶界處，未能與基體產(chǎn)生良好的界面結(jié)合，影響了其性能。其中，作為傳統(tǒng)工藝的冷壓燒結(jié)法制備的復(fù)合材料，其晶粒較為粗大，孔隙較多，綜合性能相對(duì)最差；SPS法作為快速燒結(jié)工藝，燒結(jié)速度快，制備流程短，其制備的復(fù)合材料組織致密，晶

4、粒細(xì)小，未出現(xiàn)傳統(tǒng)燒結(jié)工藝中的晶粒長(zhǎng)大現(xiàn)象，材料致密度和導(dǎo)電率最高，分別達(dá)到99.18％和96%IACS，但由于未進(jìn)行后續(xù)加工工序，硬度較低。⑵對(duì)于TiB2/Cu復(fù)合材料，在試驗(yàn)范圍內(nèi)，隨著 TiB2含量的增加，TiB2顆粒的團(tuán)聚現(xiàn)象逐漸明顯，復(fù)合材料的密度和導(dǎo)電率逐漸降低，硬度先升高后降低，其中當(dāng) TiB2的體積分?jǐn)?shù)為3%時(shí)，TiB2/Cu復(fù)合材料得到相對(duì)最好的綜合性能，硬度達(dá)到75.9HBS，導(dǎo)電率達(dá)到86.3%IACS。電蝕試驗(yàn)研