(TiB2+α-Al2O3)顆粒增強銅基復合材料的原位反應機理及摩擦磨損性能研究.pdf

1、本文采用放熱彌散法(XD)成功以Al-TiO2-B-Cu、Al-TiO2-B2O3-Cu體系為原料通過原位反應法制備了以(TiB2+α-Al2O3)顆粒為增強相的銅基復合材料。對Al-TiO2-B-Cu和Al-TiO2-B2O3-Cu系進行了反應熱力學計算，通過真空燒結(jié)兩種體系，對生成物進行SEM觀察和EDS能譜檢測，并結(jié)合XRD分析結(jié)果鑒定反應產(chǎn)物的相組成，根據(jù)反應產(chǎn)物類型建立反應模型，分析反應過程，研究反應機理。結(jié)果表明，體系可以按

2、熱力學方向進行，分別生成α-Al2O3和TiB2增強相，可以制備出顆粒增強的銅基復合材料。同時本課題對該兩種體系制備出來的復合材料進行了摩擦磨損性能研究。反應機理研究表明:Al-TiO2-B-Cu系在燒結(jié)過程中發(fā)生了四步化學反應，每步反應的表觀活化能分別為590.5kJ·mol-1，708.0kJ·mol-1，354.6kJ·mol-1和346.4kJ·mol-1。Al-TiO2-B2O3-Cu系在燒結(jié)過程中共有兩步反應，每步反應的表觀

3、反應活化能分別為168.9 kJ·mol-1和342.8kJ·mol-1。摩擦磨損性能研究表明:在所研究的三種體積分數(shù)的材料當中，體積分數(shù)為30vol.％時Al-TiO2-B-Cu系和Al-TiO2-B2O3-Cu系的耐磨性能最低，太高的增強相體積分數(shù)破壞了銅基的軟韌性，脆性急劇升高，在實驗過程中容易脆斷。對于增強相體積分數(shù)為20vol.％，10vol.％的銅基復合材料，在常溫下，體積分數(shù)為10vol.％的摩擦磨損性能最高增強相大小分布