TiC-Cu-Al2O3電接觸材料組織及性能研究.pdf

1、銅及銅合金在社會(huì)發(fā)展中起到舉足輕重的作用，隨著現(xiàn)代工業(yè)技術(shù)的飛速發(fā)展，銅及銅合金以高導(dǎo)電性、高導(dǎo)熱性、優(yōu)良的延展性及優(yōu)異的冷、熱加工性能越來(lái)越成為現(xiàn)代工業(yè)中不可或缺的金屬材料。但是強(qiáng)度和硬度較低、耐磨性較差等不足限制了銅及銅合金的進(jìn)一步發(fā)展和應(yīng)用。TiC/Cu-Al2O3復(fù)合材料不但具有銅的優(yōu)異性能，而且還具有-TiC顆粒的高強(qiáng)度、高硬度、高耐磨性和低膨脹系數(shù)等特點(diǎn)，目前廣泛應(yīng)用于電氣開關(guān)觸頭、點(diǎn)焊電極、電子封裝材料、火箭喉襯及熱沉材料

2、等。近年來(lái)，TiC/Cu-Al2O3復(fù)合材料作為電接觸材料的研究和應(yīng)用日益受到人們的關(guān)注。
　　本文采用粉末冶金技術(shù)，利用真空熱壓-內(nèi)氧化燒結(jié)工藝在燒結(jié)溫度950℃、壓力30MPa、真空度1.8×10-3Pa、保溫時(shí)間2h的條件下，制備了TiC/Cu-Al2O3復(fù)合材料。對(duì)不同TiC含量、粒徑的TiC/Cu-Al2O3復(fù)合材料的致密度、導(dǎo)電率、顯微硬度及顯微組織進(jìn)行了測(cè)試與觀察，分析了 TiC含量、粒徑對(duì) TiC/Cu-Al2O3

3、復(fù)合材料組織及性能的影響。結(jié)果表明：內(nèi)氧化生成的納米級(jí)Al2O3彌散分布于銅基體上，起到了彌散強(qiáng)化作用，TiC與Cu基體之間的非晶過(guò)渡層增強(qiáng)了界面結(jié)合強(qiáng)度；微米級(jí)的TiC顆粒與納米級(jí)的Al2O3顆粒增加了復(fù)合材料的整體性能；TiC/Cu-Al2O3復(fù)合材料的致密度均大于88％，顯微硬度及導(dǎo)電率分別為151～177HV，23.6～48.8%IACS。利用-Gleeble-1500D數(shù)控動(dòng)態(tài)熱-力學(xué)模擬試驗(yàn)機(jī)對(duì)-TiC/Cu-Al2O3復(fù)合

4、材料進(jìn)行軸向單次等溫壓縮試驗(yàn)，研究了 TiC/Cu-Al2O3復(fù)合材料的真應(yīng)力-真應(yīng)變曲線。結(jié)果表明：TiC/Cu-Al2O3復(fù)合材料在熱變形過(guò)程中以發(fā)生動(dòng)態(tài)再結(jié)晶為主，應(yīng)變速率和變形溫度是影響動(dòng)態(tài)再結(jié)晶的重要因素。根據(jù)真應(yīng)力、變形溫度及應(yīng)變速率之間的關(guān)系，求出了 TiC/Cu-Al2O3復(fù)合材料的熱變形本構(gòu)方程，并驗(yàn)證了本構(gòu)方程的精確性。利用熱變形數(shù)據(jù)繪制出該復(fù)合材料的DMM熱加工圖，分析了復(fù)合材料熱變形后的微觀組織，進(jìn)而得到 TiC