Cr2AlC-銅基復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、往銅基體中添加適當(dāng)?shù)脑鰪婎w粒可以提高銅的力學(xué)性能，同時保證其具有一定的導(dǎo)電性能，因而受到學(xué)者們的廣泛關(guān)注。本論文中，我們選取Cr2AlC粉末顆粒作為增強相來制備銅基復(fù)合材料。Cr2AlC既有非常優(yōu)異的金屬性能，比如良好導(dǎo)熱性能和導(dǎo)電性能、以及具有一定的高溫塑性;又具有優(yōu)異的陶瓷性能，如較高的熔點、很高的彈性模量、良好的熱穩(wěn)定性、以及非常優(yōu)異的抗高溫氧化性能和耐腐蝕性能。
　　本課題采用無壓燒結(jié)法合成Cr2AlC粉末材料，深入探討制

2、備工藝對Cr2AlC粉末純度的影響，獲得最佳制備工藝;再通過機械球磨得到尺寸更加均勻細小的Cr2AlC粉末顆粒。然后采用熱壓燒結(jié)制備銅基復(fù)合材料，研究增強相和不同燒結(jié)溫度對復(fù)合材料性能的影響，并采用金相顯微鏡、掃描電鏡(SEM)和X射線衍射譜(XRD)等方法，研究了Cr2AlC/Cu復(fù)合材料的微觀組織結(jié)構(gòu)。
　　實驗結(jié)果表明:采用無壓燒結(jié)法可以制備出純度為97.2％的Cr2AlC粉末。其顆粒形貌呈層片狀特征，但團聚現(xiàn)象嚴(yán)重，通過機

3、械球磨后得到均勻分散、尺寸大小為1-2μm的粉末顆粒。在900℃選用熱壓燒結(jié)法制備出高致密度的Cr2AlC/Cu復(fù)合材料。當(dāng)Cr2AlC體積分?jǐn)?shù)為20％時，硬度、屈服強度和斷裂強度分別達到最大值178HV、231MPa和315MPa。與純銅相比，隨著Cr2AlC含量的增加，Cr2AlC/Cu復(fù)合材料的導(dǎo)電率和導(dǎo)熱率不斷降低，但高溫抗氧化性將隨之提高。通過金相顯微鏡和掃描電鏡分析可知，基體晶粒尺寸隨著增強相的加入而減小，拉伸斷口韌窩逐漸減