三維連通網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)富銅鉬銅復(fù)合材料的制備及動(dòng)態(tài)壓縮性能研究.pdf

1、富銅鉬銅復(fù)合材料具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性及綜合力學(xué)性能等優(yōu)點(diǎn)，在高能電子器件、導(dǎo)彈藥罩等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景。然而目前富銅鉬銅復(fù)合材料中鉬主要以顆粒狀的形式存在，限制了鉬高強(qiáng)性能的發(fā)揮。本文采用造孔劑法結(jié)合液相熔滲的方法制備出三維連通網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)富銅鉬銅復(fù)合材料(Mo/Cu IPCs)。研究了鉬骨架孔隙率和燒結(jié)溫度對(duì)鉬骨架及復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu)與壓縮性能的影響，探索了其影響的微觀機(jī)理。得出了以下結(jié)果。
　　通過研究多孔骨架孔隙率及燒結(jié)溫度對(duì)

2、鉬骨架的結(jié)構(gòu)與強(qiáng)度的影響，優(yōu)化了骨架的制備工藝。對(duì)于鉬骨架的制備本文優(yōu)選的壓制成型工藝為300MPa，燒結(jié)溫度為1600oC，熔滲后制備出的復(fù)合材料致密度達(dá)到98.2％。多孔鉬骨架的強(qiáng)度隨孔隙率的降低而增加，在1200oC-1600oC范圍內(nèi)提高燒結(jié)溫度提高了鉬顆粒的結(jié)合狀況并使其壓縮強(qiáng)度從30MPa提高到60MPa。繼續(xù)提高燒結(jié)溫度至1800oC導(dǎo)致骨架顆粒結(jié)合強(qiáng)度及壓縮強(qiáng)度的下降。
　　研究了鉬骨架孔隙率、燒結(jié)溫度對(duì)鉬骨架及鉬

3、銅復(fù)合材料微結(jié)構(gòu)與壓縮性能的影響。制備的富銅鉬銅復(fù)合材料中鉬相與銅相各成獨(dú)立系統(tǒng)又相互纏繞相互連通，其結(jié)構(gòu)繼承了多孔鉬骨架的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)，復(fù)合材料表現(xiàn)出良好的壓縮性能。骨架孔隙率的提高增加了材料中的銅相含量，使得材料強(qiáng)度降低和塑性增加；一定范圍內(nèi)提高鉬骨架燒結(jié)溫度使得復(fù)合材料中的富鉬區(qū)內(nèi)鉬含量及鉬鉬接觸率增加，進(jìn)而使得復(fù)合材料的強(qiáng)度增加。1600oC燒結(jié)骨架所制備的復(fù)合材料具有最高的強(qiáng)度，其強(qiáng)度達(dá)850MPa。而1800oC燒結(jié)骨架所得材料

4、強(qiáng)度有所降低。
　　揭示了鉬銅復(fù)合材料在壓縮載荷下的變形機(jī)制及損傷演化過程，并分析了材料的強(qiáng)韌化機(jī)制。加載過程中三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)的鉬骨架能有效傳遞并承受載荷，其大量分布的界面阻止了位錯(cuò)的滑移，增加了材料的強(qiáng)度；根據(jù)材料結(jié)構(gòu)特點(diǎn)建立起的負(fù)載轉(zhuǎn)化模型計(jì)算結(jié)果表明，加載時(shí)銅相向鉬相的負(fù)載轉(zhuǎn)化效果與銅相應(yīng)變及鉬區(qū)厚度有關(guān)。銅的優(yōu)異韌性起到了很好的裂紋橋接及協(xié)調(diào)變形作用。動(dòng)態(tài)加載時(shí)，材料變形時(shí)間短，變形不均勻，鉬骨架中容易出現(xiàn)應(yīng)力集中，導(dǎo)致剪切