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1、Mo-Cu合金具有高導(dǎo)電導(dǎo)熱性、低且可調(diào)的熱膨脹系數(shù)等優(yōu)點(diǎn),被廣泛應(yīng)用于電子封裝材料、熱沉材料、大規(guī)模集成電路散熱元件等領(lǐng)域。但由于采用常規(guī)粉末冶金工藝制備Mo-Cu合金存在燒結(jié)致密度低、組織不均勻等缺陷,因此迫切需要改善Mo-Cu合金的相容性和燒結(jié)性能。本文采用化學(xué)共沉淀-氫氣還原法制備納米Mo-Cu復(fù)合粉末,通過(guò)燒結(jié)制備致密的Mo-40Cu(wt.%)合金。利用X射線衍射儀(XRD)、場(chǎng)發(fā)射掃描電鏡(FESEM)和透射電鏡(TEM)
2、等手段對(duì)前驅(qū)體粉末以及還原后復(fù)合粉體的物相和形貌進(jìn)行表征,探討燒結(jié)工藝對(duì) Mo-40Cu合金組織和性能的影響。主要研究結(jié)果如下:
(1)以Na2MoO4·2H2O和CuCl2·2H2O為原料,采用化學(xué)共沉淀-氫氣還原法制備納米 Mo-Cu復(fù)合粉末。結(jié)果表明,最佳制粉工藝為水浴溫度60℃,煅燒溫度350℃和還原溫度750℃。復(fù)合粉末呈球形或近似球形,具有“Mo包覆Cu”的核殼結(jié)構(gòu),主要由Cu核與Mo殼組成,Cu核尺寸約為50~6
3、0nm,Mo外殼尺寸約為30nm,平均晶粒尺寸約為80nm。
(2)研究三種燒結(jié)工藝對(duì)燒結(jié)體組織和性能的影響。結(jié)果表明,采用真空燒結(jié)制備 Mo-40Cu合金,最佳燒結(jié)工藝為燒結(jié)溫度1300℃和保溫時(shí)間2h,合金的相對(duì)密度為94.7%,抗彎強(qiáng)度和硬度分別為571MPa、118.9HV,其斷裂方式是以沿晶斷裂為主;采用放電等離子體燒結(jié)制備Mo-40Cu合金,最佳燒結(jié)工藝為燒結(jié)溫度1150℃,合金的相對(duì)密度為95.6%,抗彎強(qiáng)度和硬
4、度分別為469.8MPa、202.4HV,其斷裂方式是以韌性斷裂為主;氫氣氣氛下在1300℃和保溫2h燒結(jié)制備的Mo-40Cu合金具有較好的綜合力學(xué)性能,其相對(duì)密度為98.3%,抗彎強(qiáng)度和硬度分別為1005.4MPa和166HV,電阻率和熱導(dǎo)率分別為6.5×10-8Ωm、191.7W·m-1·K-1,熱膨脹系數(shù)在500℃~700℃約為10.8×10-6K-1,合金組織均勻,晶粒細(xì)小,晶粒尺寸約為4μm,其斷裂方式是以韌性斷裂為主,伴隨有
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