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。     

Al2O3弥散强化Ni-Cr合金粉的微束等离子喷涂

用行星式球磨技术制备了Al2O3弥散强化Ni-Cr合金粉末.为改善球磨后粉末的流动性,对粉末进行了喷雾造粒,并利用微束等离子喷涂(MPS)技术制备涂层.采用XRD、SEM等方法研究弥散强化粉末及其喷涂层的微观组织结构.试验结果表明,球磨加工后,Al3O3颗粒尺寸为微纳米级,并弥散分布于Ni-Cr基体粉末中.经微束等离子喷涂后,涂层结构较致密,孔隙率低(<2%).涂层经650 ℃高温耐冲蚀试验后,发现微纳米结构涂层的耐冲蚀性良好,这与Al2O3陶瓷对涂层的增韧机理有关.     

反应合成制备纳米Al2O3-弥散强化铜合金特性研究

采用反应合成工艺制备了纳米Al2O3-弥散强化铜合金,研究结果表明：铜基体内部均匀、弥散分布着直径大小约为10 nm的纳米γ-Al2O3颗粒,纳米颗粒与基体间界面清洁,且存在如下的晶体学位向关系：(002)Cu // γ-Al2O3,[110]Cu// [011]γ-Al2O3。该工艺制备的合金性能优异,室温抗拉强度和屈服强度可达570 MPa和475 MPa,抗软化温度高于900 ℃,同时合金的导电率和洛氏硬度值分别为85% IACS和86 HRB。     

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。     

低铝含量Cu-Al合金的表面弥散强化及其性能

以Cu2O为氧化剂，在氩气保护下用内氧化技术对不同低Al含量的Cu-Al合金表面进行了弥散强化处理(内氧化温度为1123～1273K，保温时间10～96h)，研究了硬化层的组织形貌及性能。用Wagner高温氧化理论分析了铝含量、工艺参数与内氧化层深及内氧化速度之间的定量关系。结果表明：试样表面通过内氧化后，固溶在Cu基体内部的Al以Al2O3形态从基体析出，基体纯化，导电率提高。同时铜基体中弥散分布的纳米级的Al2O3颗粒强化了铜基体，使硬度及磨损抗力提高。Al含量的多少直接影响内氧化层的厚度、组织形貌及硬度和导电率，Cu-Al合金的内氧化动力学曲线呈抛物线变化规律。     

溶胶-凝胶法制备Al2O3弥散强化铜基复合材料

弥散强化铜基复合材料制备的关键是如何向铜基体中引入弥散强化相,以及控制弥散相的粒径、分布等。本研究采用溶胶-凝胶法(Sol-Gel)与热压烧结相结合的方法制备Al2O3弥散强化铜基复合材料,该方法制备的Al2O3弥散强化铜基复合材料的导电率达到79.32%IACS,硬度(HB)127.3,软化温度在900℃以上。     

内氧化制备Al2O3/Cu复合材料组织性能研究

采用内氧化工艺,用Cu2O粉作氧化剂,在900℃下使Cu-Al合金薄平板内氧化,获得Al2O3/Cu复合材料,研究Al2O3/Cu复合材料的组织特征及性能。结果表明,复合层中Al2O3颗粒呈弥散状分布;复合层表层和内部的晶粒大小明显不同,表层处晶粒比内部的细小,固溶在Cu基体内部的Al内氧化时以Al2O3形态从基体析出,弥散分布的Al2O3颗粒强化了铜基体,表面显微硬度提高。与固溶在Cu基体中的Al原子相比,Al2O3对电子的散射要小得多,因而内氧化析出Al2O3后电导率升高。Al2O3/Cu复合材料薄板随着冷加工变形量的增加,氧化颗粒与位错的缠结越严重。     

纳米Al2O3/2024铝基复合材料的显微组织及力学性能

利用球磨预分散-搅拌铸造法制备纳米Al2O3/2024复合材料,并对所制备的铝基复合材料进行了显微组织及力学性能的研究。结果表明,经球磨预分散后,纳米颗粒团聚现象明显消除,纳米Al2O3呈单颗粒分散于Al粉表面;复合粉体添加法有效避免了超细增强颗粒和基体润湿性差和分散性较差的问题,实现纳米Al2O3颗粒均匀弥散分布于基体合金中;纳米Al2O3颗粒的加入显著提高基体合金的力学性能。与传统搅拌铸造相比,所制备的Al2O3/2024复合材料的抗拉强度、屈服强度和显微硬度分别提高了58%、59%和16%。     

纳米A12O3/2024铝基复合材料的显微组织及力学性能

利用球磨预分散一搅拌铸造法制备纳米Al2O3/2024复合材料,并对所制备的铝基复合材料进行了显微组织及力学性能的研究.结果表明,经球磨预分散后,纳米颗粒团聚现象明显消除,纳米Al2O3呈单颗粒分散于Al粉表面;复合粉体添加法有效避免了超细增强颗粒和基体润湿性差和分散性较差的问题,实现纳米Al2O3颗粒均匀弥散分布于基体合金中;纳米Al2O3颗粒的加人显著提高基体合金的力学性能.与传统搅拌铸造相比,所制备的Al2O3/2024复合材料的抗拉强度、屈服强度和显微硬度分别提高了58％、59％和16％.     

电泳-电沉积Ni-Al2O3纳米复合镀层及其结合强度分析

为提高纳米复合镀层中的纳米粒子含量,采用电泳-电沉积技术在铜基体上制备了Ni-Al2O3纳米复合镀层.首先用电泳沉积工艺在基体上均匀沉积出粒径为20 nm的Al2O3涂层,然后在Al2O3涂层中电沉积金属镍,得到Al2O3体积分数高达55.6%的纳米复合镀层.对镀层表面形貌及镀层与基体的结合强度进行了测试与分析.结果表明,相比于纯镍镀层,采用电泳-电沉积法所制备纳米复合镀层的组织致密均匀,晶粒明显细化,镀层与基体的结合强度有所提高.