Al2O3/Cu复合材料的内氧化制备及性能研究

采用高能球磨制备出亚稳态的Cu-1%Al（质量分数）合金粉,再将Cu2O粉与其一起进行高能球磨,然后将复合粉末压坯在N2保护炉中同时进行氧化和烧结,制备出Al2O3/Cu复合材料。分析了分别采用湿法球磨和干法球磨时的合金化效果,讨论了模压压力对材料性能的影响。结果表明,对于Cu-Al混合粉来说,采用湿法球磨容易产生分层,采用干法球磨具有良好的合金化效果;在本试验条件下,750MPa为最佳的模压压力,但烧结后材料的电导率还是偏低,因此有必要进行后续的处理来进一步提高材料的性能。     

内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料的再结晶

利用内氧化法制备了Al2O3/Cu复合材料,研究了该材料在不同冷拔变形量和Al2O3含量下,其硬度值随退火温度变化的规律,并进行了显微组织结构分析。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;经900℃×1h退火后,其硬度可保持室温的87%以上;其再结晶温度高达1000℃;变形量和Al2O3含量增加均使硬度提高,但对软化和再结晶温度影响不大。     

内氧化法制备Al2O3／Cu复合材料的再结晶行为

以Cu2O为氧化剂，采用Cu-Al合金粉末内氧化及后续的粉末冶金法制备了Al2O3／Cu复合材料。并将不同Al2O3含量的试样进行不同变形量的冷拔处理，在氮气保护下进行高温退火处理(700℃～1050℃，1h)。研究了硬度随退火温度的变化规律，观察了显微组织。结果表明：在铜基体中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒：经900℃，1h退火后Al2O3／Cu复合材料的硬度可保持室温的87％以上；其再结晶温度高达1000℃；变形量和Al2O3含量增加均使硬度提高，但对软化和再结晶温度影响不大。     

Cu—Al合金内氧化工艺及动力的研究

对 Cu- Al合金的内氧化工艺及其动力学进行了系统研究。结果表明 :本实验条件下以 12 2 3K,0 .5 h内氧化工艺所得材料的性能最佳 ,其显微组织特征是 Cu基体上均匀弥散分布着纳米级 γ- Al2 O3粒子。理想条件的内氧化初期和实际条件下的内氧化动力学曲线服从抛物线规律。温度、时间、Cu- Al合金粉颗粒半径和 Al浓度是实际内氧化控制的 4要素 ,它们间的函数关系近似满足下式 :t=6 .79R2 CBexp(2 32 5 1/T)。实际内氧化时间不宜过长 ,内氧化温度应该 :112 3K相似文献   

内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料的研究现状

综述了内氧化法制备Al2O3／Cu复合材料的研究现状，总结了内氧化法制备Al2O3／Cu复合材料的必备条件，对内氧化动力学和热力学进行了详细的阐述，并以Cu2O为氧源，采用内氧化法制备了Al2O3／Cu复合材料，验证了其优越的室温和高温性能；对以复合材料棒材为原料制备的点焊电极进行装机试验，结果表明其寿命为传统Cu-Cr—Zr电极的3～5倍；最后着重分析了内氧化法制备Al2O3／Cu复合材料发展过程中亟待解决的问题。     

Cu-Al合金内氧化的热力学分析——Ⅰ热力学函数

对Cu-Al合金内氧化的热力学条件进行了分析，绘制了内氧化的热力学条件区位图。结果表明：区位图中择优氧化区位很大，范围由上、下限氧分压确定，其中：lgPO2(max)=(-1761l／T) 12．91,lgPO2(min)=(-55830／T)-(4／3)Ig[％Al] 19．95，但实际的内氧化区位是靠近上限PO2，的1个很小区域；溶度积Ksp和残余Al浓度都是极小量，内氧化可进行得很彻底；内氧化控制中温度和氧分压的调节必须同步；理想的内氧化工艺条件应是：采用1223K左右的高温，介质中的氧分压力求接近或等于上限PO2；为了避免氧化，降温过程宜采用通H2急冷的方法。     

Cu-Al合金内氧化的热力学分析——Ⅱ热力学函数的应用

这是(Cu-Al合金内氧化的热力学分析》一文的第Ⅱ部分。对Cu-Al合金内氧化的热力学条件进行了分析，绘制了内氧化的热力学条件区位图。结果表明：区位图中择优氧化区位很大，范围由上、下限氧分压确定，其中：lgPo2max=(-17611／T) 12．91，lgPo2min=(-55830／T)-(4／3)lg[％Al] 19．95，但实际的内氧化区位是靠近上限Po2的一个很小区域；溶度积Ksp和残余Al浓度都是极小量，内氧化可进行得很彻底；内氧化控制中温度和氧分压的调节必须同步：理想的内氧化工艺条件应是：采用1223K左右的高温，介质中的氧分压力求接近或等于上限Po2;为了避免氧化，降温过程宜采用通H2急冷的方法。     

内氧化法制备Al2O3／Cu复合材料的研究进展

高强高导铜基复合材料是目前铜基复合材料研究的热点.Al2O3弥散强化铜基复合材料是一类具有优良综合物理性能和力学性能的新型功能材料,在现代电子技术和电工等领域具有广阔的应用前景.综述内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料的研究进展,分析Cu-Al合金内氧化介质,阐述内氧化动力学和热力学,总结内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料的工艺流程和性能特点,最后提出了内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料发展方向.     

Cu-Al合金薄板内氧化法制备块体Cu-Al_2O_3复合材料

采用Cu-Al合金薄板内氧化和热挤压成型相结合的方法制备块体Cu-Al2O3复合材料。89.7 mm×0.5 mm的Cu-0.16 mass%Al合金圆薄片900℃×8 h内氧化后,经表面清理、叠层装入包套、密封和800℃热挤压,制备出了20 mm的Cu-Al2O3复合材料棒材(块体材料),并经冷拔制备出了生产所需的3 mm的线材产品。热挤压棒材和冷拔线材截面呈现出"年轮"结构。热挤压棒材的导电率为96.3%IACS,冷拔线材的导电率、屈服强度和抗拉强度分别为94.1%IACS、417 MPa和445 MPa。     

Al2O3/Cu复合材料强化机理研究

采用内氧化法制备了Al2O3／Cu复合材料，进行了高温电子拉伸实验，并通过微观组织观察，分析了该复合材料的强化机理。拉伸实验结果显示：Al2O3／Cu复合材料不仅室温强度很高，而且高温时仍保持较高的强度。微观组织观察分析表明：细小的Al2O3颗粒的弥散分布是该复合材料具有高强度的主要原因，表现在：Al2O3颗粒存在能够抑制Cu基再结晶的进行；Al2O3颗粒的存在阻碍晶界亚晶界运动，从而阻碍晶粒长大；Al2O3颗粒的阻碍位错运动，增加位错密度；Al2O3颗粒的存在提高材料的蠕变抗力。     

金属离子型抗菌不锈钢组织及其抗菌性能的研究

分析了高铜马氏体不锈钢和加银奥氏体不锈钢的组织及抗菌性能。通过HREM分析显示,高铜马氏体不锈钢经抗菌热处理后(600℃时效0.5 h),基体弥散分布着大量小于40 nm的球状-εCu相,与基体存在共格关系。随时效时间增长,-εCu相逐渐脱溶成为独立的富铜相。SEM分析显示加Ag奥氏体不锈钢固溶后富Ag质点分布在晶界。等离子质谱法显示表面涂覆液膜24 h后Cu2 、Ag 抗菌离子析出浓度分别达到75×10-4%和0.15×10-4%,这是高铜和加银不锈钢具有100%抗菌率的原因。     

混合稀土对Cu-Al合金薄板内氧化组织和性能的影响

采用内氧化工艺,以工业N2中余氧为氧源,在950℃使Cu-Al-RE合金薄板内氧化成功制备了Al2O3/Cu复合材料,并对其显微硬度、电导率进行测试,用透射电子显微镜(TEM)对内氧化生成相和微观亚结构进行了分析.结果表明,与未添加混合稀土相比,Cu-Al-0.05(Ce+Y)合金950℃×2h内氧化层深度增加了22.8%,表现出明显的稀土催渗作用;TEM分析表明,在铜基体上弥散分布着大量细小均匀的γ-Al2O3颗粒;适晕添加混合稀土改善了合金的导电性,提高了合金的显微硬度,添加0.05%(Ce+Y)的Cu-Al-RE内氧化后综合性能最优.     

高强度高电导率Cu-Al2O3复合材料的制备

综述了近年来高强度高电导率Cu-Al2O3复合材料制备方法的研究进展。对内工艺进行了详细阐述，并对今后Cu-Al2O3复合材料制备方法作了展望。     

热压烧结制备Al2O3弥散强化Cu-25%Cr复合材料的微观组织与性能

对比研究了热压烧结和冷压-烧结工艺制得Al2O3弥散强化Cu-25%Cr复合材料的微观组织与力学、物理性能,并考察了冷变形对其性能的影响.结果表明,采用真空热压烧结工艺制得的Al2O3弥散强化Cu-25%Cr复合材料,硬度达到95 HV,电导率达18.3 MS·m-1,相对密度可达97.1%;两种方法制备的Cu-Al2O3/Cr复合材料的显微硬度随着变形量的增加而增加,最大增幅均在50%左右,分别达到142 HV和131 HV;而电导率是先增加后减小.     

机械合金化结合内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料

Al2O3/Cu复合材料具有高的强度和高的导电性及优良的抗电弧性能,广泛应用于电子封装材料、电极和电触头材料。采用机械合金化制备亚稳态的Cu-Al-Cu2O合金粉末,经压制成型后,采用新型内氧化工艺进行烧结处理,得到高强度高导电的Cu/Al2O3复合材料。结果表明:机械球磨96h,Al原子已完全固溶于Cu的晶格中。经1183K内氧化处理4h试样组织均匀致密,Al2O3颗粒弥散分布在铜基体上,其硬度高,电导率高。     

Fabrication of an in-situ nano-Al2O3／Cu composite with high strength and high electric conductivity

A heat-resistant dispersion-strengthening nano-Al2O3/Cu composite with high strength and high electric conductivity was fabricated in a multiplex medium. The internal oxidation product, microstructures and properties of the composite,and the process flow were systematically studied. It is confirmed that this new technique simplifies the process and improves the properties of the composite. X-ray analysis indicates that the alumina particles formed during internal oxidation consist of a large mount of γ-Al2O3 and a certain amount of θ-Al2O3 and α-Al2O3. TEM observation shows that the obtained γ-Al2O3 nano-particles are uniformly distributed in the copper grains; their mean size and space between particles are 7 nm and 30 nm, respectively. The main properties of the composite with 50% cold deformation are as follows: the electric conductivity is 51 MS/m (87%IACS), σo= 628 MPa, and the hardness is HRB86. After annealing at 1273 K, all or most of the above properties remain, and the microstructures are still dependent on elongated fiber-form grains.     

马氏体抗菌不锈钢的微观组织及其抗菌性能

含Cu马氏体抗菌不锈钢经特殊的抗菌热处理析出ε-Cu相,采用覆膜法研究其抗菌性能.实验结果表明:马氏体抗菌不锈钢对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌易于杀灭;鼠伤寒杆菌需要一定时间杀灭;白色念株菌需要较长时间杀灭.这与细菌的细胞壁组织结构、细胞壁厚度和其属性有关.抗菌不锈钢对细胞壁较薄、肽聚糖含量较低、组织疏松、金属离子易穿透细胞壁的细菌易于杀灭;反之,细菌不易于杀灭.随着抗菌作用时间的延长,铜离子浓度的提高,抗菌不锈钢的杀菌效力显著提高.马氏体抗菌不锈钢经表面打磨或磨损仍然具有相同的抗菌性能.     

Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结构

利用TEM、HRTEM等分析测试手段,对挤压铸造法制备的Al2O3颗粒增强2024Al基复合材料的界面组织结构进行了观察与分析。结果表明：Al2O3p/2024Al基复合材料的界面结合良好,未发现界面反应物,铝基体与Al2O3颗粒以共格关系结合,界面属直接结合型,且Al2O3颗粒与Al基体存在如下的位向关系：Al2O3（1^-1^-21^-）//Al（1^-1^-1^-）;Al2O3〈3^-41^-1^-〉//Al〈110〉。