粉末冶金法制备纳米颗粒增强Cu基复合材料

采用粉末冶金方法,以SiC、SiO2、Al2O3和AlN等纳米颗粒为增强相,制备出Cu/SiC、Cu/SiO2、Cu/Al2O3和Cu/AlN等铜基纳米复合材料;研究了各增强相的含量对复合材料的显微组织和性能的影响,比较了不同纳米颗粒对铜基复合材料的增强效果.结果表明,Cu基纳米复合材料随增强相质量分数的增加,密度降低,电阻率略有升高,强度和硬度先升高后降低;退火温度曲线表明,复合材料的软化温度都达到700℃以上,远高于纯铜的软化温度(150℃),大大提高了材料的热稳定性;通过比较得知,在质量分数相同时,所采用的各增强相纳米颗粒对铜基体的增强效果相近.     

Al2O3弥散强化铜基复合材料的制备及性能研究

Al2O3颗粒弥散强化铜基复合材料因具有高强度和高导电性而在电子行业和电阻焊行业有着广阔的应用前景。Al2O3弥散强化铜基复合材料在制备过程中,由于Al2O3颗粒与铜基体的结合力较差,导致Al2O3纳米颗粒在铜基体中分散不均匀。降低复合材料的性能。本试验尝试用甘氨酸-硝酸盐法（GNP法）与高能球磨结合的方法提高Al2O3纳米颗粒与铜基体的结合力,解决Al2O3纳米颗粒在铜基体中的分散问题。     

陶瓷颗粒增强铜基复合材料研究进展

概述了目前研究最为广泛,最具有应用前景的SiC、Al2O3、AIN和Ti3SiC2颗粒增强铜基复合材料在制备及性能特点方面的研究现状,以及陶瓷颗粒增强铜基复合材料常用的制备方法.     

原位Al2O3颗粒增强铜基复合材料的微动磨损特性

采用球-面接触方式,在振幅为300 μm条件下研究了原位Al2O3颗粒增强铜基复合材料在空气和油介质中的往复滑动磨损行为,采用SEM观察磨痕表面形貌,用非接触式表面形貌分析仪测定磨痕的三维表面形貌及磨损体积损失,研究了载荷和介质对复合材料摩擦系数和磨损量的影响.结果表明:在两种介质中铜基复合材料的摩擦系数随着载荷增加而呈下降趋势;铜基复合材料在油中形成的润滑膜可以显著降低摩擦系数;铜基复合材料在空气中的磨损机制为粘着磨损并伴随有少量磨粒磨损,而在油中的磨损机制为磨粒磨损.     

内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料的载流摩擦磨损特性

采用内氧化法制备了Al2O3／Cu复合材料，研究了复合材料在载流条件下的摩擦磨损特性，并进行了微观组织结构分析。结果表明：采用内氧化法制备的Al2O3／Cu复合材料，在铜基体中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒；载流条件下，该复合材料的抗摩擦磨损性能显著优于铬青铜合金；电流较小时具有磨粒磨损和粘着磨损的共同特征，电流较大时以粘着磨损为主。在试验范围内，电流比载荷对磨损率的影响显著。     

粉末冶金法制备Cu/Al2O3复合材料及其性能研究

以纳米Al2O3为增强相,用粉末冶金法制备了铜基复合材料.研究了表面活性剂、Al2O3的比例、混粉方式对复合材料硬度、耐磨性和电导率的影响.结果表明,先用表面活性剂将纳米Al2O3制成单分散悬浮液再与铜粉湿磨混合,可有效改善弥散相的分布,其中Al2O3量以2%为最佳.最佳工艺制得的Cu基复合材料电导率为81%IACS,硬度达到98 HV0.1,相对纯铜而言,平均磨损体积下降46%,呈现出良好的高导高耐磨性.     

制备工艺对Al_2O_3/Cu复合材料载流摩擦磨损性能的影响

以Al2O3颗粒为增强相,分别采用内氧化法和粉末冶金法制备了Al2O3/Cu复合材料,并在HST100型载流高速试验机上进行了载流摩擦磨损性能测试,研究了制备工艺对Al2O3/Cu复合材料载流摩擦性能的影响。结果表明,内氧化法制备的A12O3/Cu复合材料的导电率和硬度均高于粉末冶金法制备的A12O3/Cu复合材料,且内氧化法比粉末冶金法制备的Al2O3/Cu复合材料具有更低的磨损率和摩擦系数。微观组织观察表明,内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料内部Al2O3颗粒分布均匀,且Al2O3颗粒与铜基体的界面结合整齐致密无污染,这是内氧化法比粉末冶金法制备的Al2O3/Cu复合材料具有更优抗载流摩擦磨损性能的主要原因。     

纳米Al2O3颗粒含量对复合镀层组织和滑动磨损行为的影响

采用电刷镀技术在45钢表面制备了纳米Al2O3颗粒增强镍基复合镀层，研究了纳米Al2O3颗粒在镀液中的含量对镀层的组织、力学性能和摩擦学性能的影响，并分析探讨了影响机理。结果表明，随着镀液中纳米Al2O3颗粒含量的增加，复合镀层的组织趋于细化，在含量为20g／L时复合镀层的硬度和耐磨性出现极值，其磨损机制也随之发生改变，这与纳米Al2O3颗粒在复合镀层中的含量和分布状态密切相关。     

等离子喷涂Al2O3/TiO2纳米陶瓷复合涂层的微观结构及性能

采用等离子喷涂技术制备了不同成分的Al2O3/TiO2纳米陶瓷复合涂层,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)、显微硬度计和摩擦磨损试验机等分析测试手段研究了纳米陶瓷复合涂层的微观结构与性能.结果表明:纳米陶瓷复合涂层中Al2O3以α-Al2O3和γ-Al2O3两相共存的形式存在,且γ-Al2O3的含量随喷涂功率的增加而增加,而涂层中的TiO2则以金红石型存在;其微结构为完全熔化区的片状微观组织和部分熔化区的纳米级颗粒共存的组织;等离子喷涂功率和TiO2含量对涂层的硬度和耐磨性能均有显著的影响.     

Al2O3弥散强化铜基复合材料的制备及物理性能的研究

采用硝酸盐分解法制备Al2O3弥散强化铜基复合材料，通过测试材料的硬度、抗软化温度和电导率，研究了Al2O3增强相对材料性能的影响。结果表明，Al2O3颗粒弥散分布在铜基体上，制备的Al2O3弥散强化铜基复合材料的强度、硬度、软化温度等远高于纯铜，具有良好的高温性能，当Al2O3含量为1．0％时，复合材料的软化温度在800℃以上、硬度达到125HB。     

包裹和热压制备Al2O3/Cu复合材料及性能研究

采用非匀相沉淀法制备了纳米Cu包裹Al2O3复合粉体,并利用热压烧结制备出Al2O3/Cu复合材料.利用X-ray衍射(XRD)、热重/差式-量热扫描法(TG/DSC)、透射电镜(TEM)对复合粉体的成分、热学特性以及形貌特征进行了表征;利用扫描电镜(SEM)、显维硬度计及万能试验机测试分析了复合材料的微观结构及力学性能.结果表明,利用非匀相沉淀法可以得到Cu包裹Al2O3的纳米复合粉体,包裹层为非连续态的纳米Cu颗粒,颗粒呈球形,尺寸为10nm左右.同单相Al2O3陶瓷相比,Al2O3/Cu复合陶瓷的力学性能有显著提高,断裂韧性是单相Al2O3陶瓷的1.5倍,复合陶瓷的抗弯强度比单相Al2O3陶瓷提高,且数值离散性下降.     

制备方法对Al2O3/Cu复合材料组织和性能的影响

以纳米Al2O3为增强相,分别采用内氧化法、冷压烧结法、SPS法制备了Al2O3/Cu复合材料,测试了3种不同工艺方法制备的复合材料的性能,并通过扫描电镜观察了其微观组织.结果表明,内氧化法制备的复合材料中Al2O3颗粒在铜基体上分布较为均匀,硬度HBS最高可达115,综合性能最好;冷压烧结法制备的复合材料综合性能较差;SPS法制备的复合材料致密度和电导率较高,分别达到99.18％和55.68 MS/m,但硬度较低.     

不同条件下Al2O3颗粒增强铝锰基复合材料摩擦磨损特性研究

研究了不同锰含量的Al2O3颗粒增强铝锰基复合材料在不同磨蚀介质条件下的磨损特性 结果表明:Al2O3颗粒增强铝锰基复合材料由锰在铝中的固溶体和在其上分布的铝锰化合物MnAl6和Al11Mn4及δ-Al2O3颗粒组成;随着锰含量的增加,试样中硬而脆的MnAl6和Al11Mn4含量不断增加,该复合材料的磨损量不断减小;在加有磨粒的高矿化度水摩擦条件下,由于磨粒磨损的作用,试样的磨损比其在未加磨粒的摩擦条件下严重,且磨损量之比平均达到2.8∶1.     

Al-Zr-O体系反应合成原位复合材料的微结构与磨损特性

运用A359-Zr(CO3)2体系熔体反应法制备了(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料,研究了增强颗粒的含量对(Al3Zr Al2o3)p/A359复合材料干滑动磨损性能的影响.结果表明:Zr(CO3)2与A359熔体反应生成了Al2O3和Al3Zr颗粒;复合材料的磨损量随载荷的增大和时间的延长均远小于基体的,同一条件下复合材料的磨损量随Al3Zr和Al2O3颗粒含量的增加而减少,当载荷为98 N时,12%(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料(体积分数)的耐磨性比基体的提高了2.5倍.磨损表面及亚表面的SEM分析表明,基体A359磨损表面存在撕裂纹并与亚表面连接,表现为粘着磨损和剥层磨损;(Al3Zr Al2O3)p/A359复合材料的磨损表面及亚表面平整光滑,主要表现为磨粒磨损.     

Cu含量对Al2O3·SiO2sf/Al-Cu复合材料耐磨性能的影响

通过挤压铸造的方法制备出了不同Cu含量的系列Al2O3·SiO2sf/Al-Cu复合材料.摩擦磨损实验结果表明,Cu的加入降低了复合材料的摩擦系数;且随着Cu含量的增加,Al2O3·SiO2sf/Al-Cu复合材料的耐磨性能先增加后降低.在磨损过程中,Al2O3·SiO2纤维增强相牢固地镶嵌在基体里并形成支架,起到保护基体而提高复合材料耐磨性能的作用.Al2O3·SiO2sf/Al复合材料的磨损机制主要为黏着磨损,Al2O3·SiO2afAl-Cu复合材料的磨损机制为黏着磨损为主并伴有磨粒磨损.     

化学镀法制备Cu/Al2O3复合粉体及其烧结行为

为了解决颗粒增强铜基复合材料中颗粒与铜基体相容性的问题,采用化学镀法使得颗粒表面金属化,通过XRD、SEM、EDS等技术研究了Al2O3纳米粉化学镀铜的工艺,并对Cu/Al2O3复合粉体的烧结行为做了初步探讨.结果表明:Al2O3粉前处理工艺、镀液的各种成分都对粉体表面铜的含量有影响,通过改变装载量可有效控制粉体表面Cu含量.实验中确定了最佳的镀覆工艺,并得到了颗粒较为弥散的Cu/Al2O3复合粉体烧结体.     

Ti_2AlN-La_2O_3/Cu复合材料的界面反应与性能

采用粉末冶金法制备了以Ti2AlN和La2O3为增强相的新型铜基复合材料。研究了Ti2AlN与Cu界面反应及其对复合材料性能的影响。结果表明:Ti2AlN颗粒化学镀铜后改善了铜与Ti2AlN的界面结合情况,形成了宽度为20 nm左右的过渡区。在880~940℃的烧结温度范围内,增强相与基体的界面发生化学反应,生成了Cu(Al)固溶体与TiNx,在显著提高复合材料强度的同时,降低材料的导电性。另外,La2O3纳米颗粒分布在铜基体内,对材料起到弥散强化的作用。     

Al_2O_(3p)/20Cr25Ni20复合材料的高温磨损性能

研究了挤压铸造法制备的Al2O3陶瓷颗粒增强20Cr25Ni20耐热钢基复合材料在500℃下的高温磨损性能,并和基体材料20Cr25Ni20及其他几种常用的辊环材料进行对比。结果表明,在比压为7.95MPa时,Al2O3p/20Cr25Ni20复合材料高温耐磨性是基体材料20Cr25Ni20的3.4倍,比Cr16高铬铸铁提高了46%,YG10硬质合金耐磨性最好,是复合材料的6.5倍。基体材料高温磨损后发生塑性流动,切削严重,复合材料中氧化铝陶瓷颗粒作为高温耐磨相发挥出良好的耐磨作用。     

Al-Ti-B_4C体系熔体内燃烧合成TiC-TiB_2颗粒局部增强钢基复合材料

利用Al-Ti-B4C体系通过燃烧合成辅助铸造法成功制备了TiC-TiB2颗粒局部增强钢基复合材料,研究了Al含量对局部增强复合材料的组织及耐磨性的影响.结果表明,不同Al含量(0~50%,质量分数)的Al-Ti-B4C压坯在约1873 K钢液浇注下都能原位反应生成TiC和TiB2陶瓷颗粒,而且钢液都向预制块发生了不同程度的浸渗.压坯内Al含量的变化不仅影响了合成产物的相组成及陶瓷相的分布、尺寸和数量,而且还影响了局部增强区和钢基体界面处陶瓷颗粒的分布状况.随Al含量的增加,合成陶瓷的颗粒大小、数量以及颗粒间的孔隙均变小,产物中形成的金属间化合物的种类和数量增多,且陶瓷颗粒在界面处的梯度分布趋势减弱并最终消失.磨损测试结果表明,复合材料局部增强区的耐磨损性比钢基体显著提高,而且在Al含量为0时为最好,然后依次为含30%Al,10%Al和50%Al的复合材料.     

激光熔覆纳米Al_2O_3等离子喷涂陶瓷涂层

采用X射线衍射仪、扫描电镜和显微硬度计研究了45#钢表面激光熔覆纳米Al2O3改性Al2O3 13%TiO2(质量分数)陶瓷涂层的相组成、微观结构和显微硬度,同时对涂层的磨损特性进行了考察。结果表明,激光重熔区亚稳相γ Al2O3转变成稳定相α Al2O3,熔覆层由粗颗粒α Al2O3和TiO2以及纳米α Al2O颗粒组成,在激光的作用下,等离子喷涂层的片层状结构得以消除;纳米Al2O3颗粒仍然保持在纳米尺度,填充在涂层的大颗粒之间,使涂层致密化程度得以提高,因此纳米Al2O3改性涂层的显微硬度较高,且其耐磨性能明显优于等离子喷涂层。