Ti-,3-SiC-,2-彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料的制備和性能研究.pdf

1、本文用Cu粉和Ti3SiC2粉，結(jié)合熱壓燒結(jié)的工藝方法，成功地制備了Ti3SiC2彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料——Cu/Ti3SiC2。文章通過在改變?cè)鰪?qiáng)相Ti3SiC2的含量，分別為5vol﹪，10vol﹪，15vol﹪，20vol﹪，25vol﹪和30vol﹪，來制備不同的復(fù)合材料，通過性能分析得到最佳的強(qiáng)化相含量為15vol﹪。另外通過比較在不同燒結(jié)工藝下制備的試樣，得出最佳燒結(jié)工藝為900℃，壓力30MPa，保溫2h。對(duì)性能的測(cè)試結(jié)果表

2、明，隨著Ti3SiC2含量的增加，材料的相對(duì)密度降低，在燒結(jié)保溫時(shí)間上也是隨著保溫時(shí)間的延長(zhǎng)，晶粒在長(zhǎng)成之后的繼續(xù)不規(guī)則長(zhǎng)大，造成致密程度降低。Cu/Ti3SiC2復(fù)合材料的電阻率也是隨著Ti3SiC2顆粒的增多和保溫時(shí)間的延長(zhǎng)而逐漸降低。通過對(duì)試樣在不同溫度熱處理后的硬度測(cè)試，只有Ti3SiC2含量為5vol﹪的Cu/Ti3SiC2復(fù)合材料的軟化溫度低于900℃。通過對(duì)比，得出Cu/Ti3SiC2與Cu/石墨復(fù)合材料的摩擦系數(shù)與之相當(dāng)

3、，但是在抗壓強(qiáng)度和硬度等力學(xué)性能方面要好一些。 通過對(duì)Ti3SiC2顆粒表面進(jìn)行化學(xué)鍍銅處理，再與Cu粉混合制備出Cu/Ti3SiC2顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料，通過與用未經(jīng)處理過的Ti3SiC2顆粒制備的Cu/Ti3SiC2復(fù)合材料進(jìn)行對(duì)比。從材料的顯微結(jié)構(gòu)照片和斷口照片上可以看出，在Cu基體中加入鍍銅處理的Ti3SiC2顆粒，可以改善基體與增強(qiáng)相之間的潤(rùn)濕性，使增強(qiáng)相均勻分布在基體材料中，形成均勻的顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料。從而提高了Cu/T

4、i3SiC2復(fù)合材料的致密程度，材料致密度的提高也就表現(xiàn)在材料的導(dǎo)電率、硬度和力學(xué)性能等方面。含鍍銅Ti3SiC2的Cu/Ti3SiC2復(fù)合材料的相對(duì)密度的變化趨勢(shì)與含未鍍銅Ti3SiC2的Cu/Ti3SiC2復(fù)合材料相同，但是在相同的增強(qiáng)相含量下，前者的相對(duì)密度都有提高，而且在Ti3SiC2含量大于15vol﹪的時(shí)候，后者的降低速度明顯大于前者。在布氏硬度上，兩種復(fù)合材料都是在含20vol﹪Ti3SiC2的時(shí)候有一個(gè)最大值，分別為10