機械合金化制備Al2O3顆粒增強銅基復(fù)合材料的研究.pdf

1、Al2O3顆粒增強銅基復(fù)合材料具有優(yōu)良的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和穩(wěn)定的高溫力學(xué)性能，在電子電器與公共交通領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。由于Al2O3顆粒與Cu基體的潤濕性較差，所以外加Al2O3顆粒與Cu基體的界面結(jié)合力較弱。機械合金化法是一種制備復(fù)合材料的新技術(shù)，受到國內(nèi)外廣大學(xué)者的普遍重視，它能克服Al2O3顆粒分散不均、與銅基體潤濕性等問題，具有重要的研究意義。
　　本文以Al-CuO為反應(yīng)體系，采用機械合金化工藝制備了復(fù)合材料粉末，并通

2、過放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備了復(fù)合材料塊體，研究了球磨工藝參數(shù)對復(fù)合粉末的微觀形貌、相結(jié)構(gòu)、點陣畸變的影響和燒結(jié)工藝參數(shù)對致密度、孔隙率、顯微硬度的影響，并分析了燒結(jié)后的塊體的物理力學(xué)性能與純銅、外加Al2O3顆粒增強銅基復(fù)合材料的區(qū)別。
　　實驗結(jié)果表明，Cu、Al和CuO的體系球磨時，將首先發(fā)生Cu和Al固溶反應(yīng);而CuAl合金粉與CuO粉在球磨的過程中，銅基體中產(chǎn)生應(yīng)力應(yīng)變和晶格畸變、球磨30h后Al從銅基體中析出，生成納米Al

3、2O3顆粒。經(jīng)TEM表征，生成的Al2O3類型為α-Al2O3和γ-Al2O3。當(dāng)放電等離子工藝參數(shù)為:燒結(jié)溫度800℃，燒結(jié)壓力為60MPa，升溫速度為100℃/min，保溫時間為10min時，制備出的塊體納米Al2O3顆粒增強銅基復(fù)合材料中存在大量的超細(xì)納米晶。通過與外加的α-Al2O3和γ-Al2O3顆粒增強銅基復(fù)合材料相比，機械合金化的Al2O3顆粒增強銅基復(fù)合材料300℃較室溫拉伸性能的下降率最低(22.7％)，其位伸性能呈現(xiàn)