细晶钼铜合金的制备

采用溶胶-喷雾干燥-煅烧-氢还原方法制取晶粒尺寸为17～50nm的超细Mo-30Cu复合粉末,研究烧结温度、时间和粉末中的氧含量对烧结致密化的影响,检测合金的拉伸力学性能,分析合金的拉伸断口形貌特征。结果表明：还原温度对粉末形貌有很大的影响;在1050～1200℃烧结即可实现材料的快速致密化,在1050℃烧结后保温60min时,合金的相对密度可达99％以上,并且晶粒细小,显微组织分布均匀;合金的最大抗拉强度可达755MPa,伸长率为6．41％。     

纳米晶W-Cu复合粉末烧结行为

研究了机械合金化制备的纳米晶W-xCu(x=15,20,25)复合粉末的烧结行为.结果表明,纳米晶W-Cu复合粉末烧结致密化强烈地依赖于烧结温度与烧结时间.当烧结温度从1 150℃提高到1 200℃时,烧结30min后的烧结体相对密度由91%～94%增加到97%～98%;当烧结温度超过1 300℃时,烧结体发生快速致密化,5 min内相对密度即可达到98%左右.研究还发现,W-Cu合金中W晶粒尺寸也强烈地依赖于烧结温度,即烧结温度愈高,W晶粒长大愈显著.当压坯在1 200～1 250℃烧结30 min后,所得到的晶粒度约为300～500 nm,其中经1 200℃烧结时的晶粒尺寸约为300～350 nm.另外,Cu含量增加有利于烧结致密化,并降低W晶粒长大的趋势.     

机械球磨热压烧结Mo-50%Cu合金的组织性能

采用机械球磨-真空热压固相烧结工艺制备Mo-50%Cu(质量分数, 下同)合金,研究机械球磨Mo/Cu复合粉末的组织形貌及热压烧结Mo-50%Cu合金的组织与物理、力学性能。结果表明：热压固相烧结工艺是制备高致密、高Cu含量Mo-Cu合金材料的有效途径;通过机械球磨可以显著细化Mo/Cu复合粉末及烧结态Mo-Cu合金中Mo相组元的尺寸并使其分布均匀化;获得的Mo-50%Cu合金中Mo相细小、均匀弥散分布于Cu基体中,既没有形成对导电性有较大负面影响的网络结构,又能充分发挥Mo相的弥散强化作用,因此,具有优异的物理与力学综合性能     

机械合金化Mo-Cu粉末的烧结特性

采用高能球磨方法制备了超细Mo-Cu复合粉末,通过X射线衍射,金相显微镜,扫描电镜和透射电镜等方法研究分析了所制备Mo-Cu粉末的烧结致密化、显微组织及性能的变化,并与未球磨粉末的烧结试样进行了比较.结果表明:经机械合金化的Mo-Cu粉末处于非平衡储能状态,烧结活性较高,使致密化温度降低80～100℃;其成形压坯在1250℃下烧结1.5h后,性能较佳,相对密度达到97.9%,且烧结体Mo、Cu两相分布均匀,其硬度、电导率、热导率分别达到70.10HRB、23.17ms/m、179.33W/(m·K),与未球磨粉末烧结体性能相比,都有了显著提高;过高的烧结温度与过长烧结时间,会引起Mo晶粒的明显长大.     

微量Y2O3对细晶W-Ni-Fe粉末烧结行为和显微组织的影响

采用喷雾干燥-热还原的方法制备纳米级93W-4.9Ni-2.1Fe复合粉末和微量稀土掺杂的复合粉末,研究微量稀土掺杂对烧结致密化和晶粒尺寸的影响.结果表明:微量稀土掺杂能有效地降低该复合粉末的晶粒尺寸,并能改善粉末的分散度;纳米级复合粉末在1380～1410℃液相烧结可实现材料的近全致密化,比同种成分的传统钨合金的烧结温度降低了120℃左右,合金的相对密度可达99%以上;但微量稀土掺杂对烧结的致密化有一定的抑制作用;同时微量稀土元素对合金的晶粒尺寸的抑制作用主要发生在液相烧结阶段.     

溶胶-喷雾干燥超细/纳米晶W-20Cu复合粉末的烧结行为

采用喷雾干燥-氢气还原法制备超细/纳米晶W-20Cu(质量分数,%)复合粉末,粉末压坯直接从室温推入高温区烧结不同时间后直接取出水淬,研究其烧结致密化和显微组织的变化。结果表明,超细/纳米晶W-20Cu粉末在1000～1200℃烧结时发生迅速致密化。粉末压坯在1200℃烧结60min,其材料致密度已达到96.4%。1420℃烧结90min时致密度达到99%以上。1100～1420℃烧结时其烧结致密化活化能不断减小,从1100℃时的276.3kJ/mol减小到1420℃时的29.1kJ/mol。当温度低于1200℃时,W晶粒长大不明显,当温度超过1300℃时,W晶粒开始有明显长大。随温度的升高W晶粒发生显著球形化,1420℃烧结时发现其晶粒长大符合G3=kt的Ostwald机制,此时晶粒长大动力学系数K仅为0.024μm3/min。     

Mo粉化学沉积Cu对Mo-30Cu合金组织性能的影响

为改善Mo-Cu合金组织结构和性能,采用分子自组装方法在Mo粉表面沉积一定量的纳米Cu,然后和一定比例的Cu粉混合,经液相烧结后制备出Mo-30Cu合金。通过与传统粉末冶金方法制备的Mo-Cu的组织性能进行了比较,对该合金的致密度、热导率和热膨胀系数等性能进行研究。结果表明,在Mo粉表面沉积的纳米级的Cu能显著提高Mo-30Cu合金的物理性能,改善组织结构,降低致密化烧结温度。     

超细/纳米W-20Cu复合粉末的液相烧结机制

采用溶胶-喷雾干燥及氢还原工艺制备超细/纳米W-20 Cu复合粉末:将粉末压制成形,在1 340～1 420℃烧结5～180 min,并研究其致密化行为及晶粒长大机制.结果表明:烧结温度对液相烧结致密化起主要作用,W-20Cu复合粉末在液相烧结早期发生了显著的致密化,在1 420℃烧结5 min时,致密度可达到89％以上;随烧结时间的延长,致密度增加,在1 420℃烧结90 min时,相对密度最高,达到99.1％.液相烧结时,W晶粒不断长大并逐渐球化,且其晶粒大小G与时间烧结t符合G3＝G30+kt关系,服从溶解-析出机制.烧结温度对W晶粒长大影响显著,当温度从1 340℃上升到1 420℃时,其晶粒长大动力学系数从1.59×10-2 μm3/min增大到2.47×10-2 μm3/min,这说明液相的形成、颗粒重排、溶解-析出及W晶粒长大使得细晶W-Cu坯体获得近全致密.     

W-30Cu纳米复合粉末液相烧结致密化与晶粒长大机制

采用喷雾干燥-煅烧、还原工艺制备超细W-30Cu复合粉末,将粉末模压成形,在1340～1420℃液相烧结15～120min,研究其致密化行为及晶粒长大机制。结果表明:W-30Cu复合粉末在液相烧结早期发生了显著的致密化,1340℃烧结15 min致密度可达到90%以上;随烧结时间的延长致密度增加,1380℃烧结90 min相对密度达到99.1%。液相烧结过程中,W晶粒不断长大并逐渐球化,且其晶粒大小G与烧结时间t符合G3∝kt关系,服从液相烧结溶解-析出机制。烧结温度对W晶粒长大影响显著,当温度从1340℃上升到1420℃时,其晶粒长大动力学系数从1.61×10-2μm3/min增大到4.65×10-2μm3/min,液相的形成、颗粒重排、溶解-析出及W晶粒长大使细晶W-Cu获得近全致密。     

纳米晶WC-10Co复合粉末的烧结致密化行为

研究了机械合金化纳米晶WC-10Co复合粉末的真空烧结致密化行为和一般规律.结果表明:烧结温度的提高和烧结时间的延长有利于样品的烧结致密化过程,在1 275～1 300℃致密化速度快,在1 300℃,15 min左右致密化过程已基本完成;VC、Cr3C2等复合晶粒长大抑制剂含量的增加不利于致密化过程;新型晶粒长大抑制剂A可以更有效地阻碍晶粒长大;纳米晶WC-10Co-0.8VC/Cr3C2-0.2A复合粉末压坯在1375℃,30min烧结条件下,所得的密度为14.48 g/cm3,晶粒尺寸约为180 nm.     

Mo-30％Cu纳米复合粉末的制备

采用喷雾干燥 煅烧 氢气还原的方法制备出晶粒尺寸为17～30 nm的Mo-30%Cu(质量分数)纳米复合粉末.通过XRD及SEM分别对粉末的相组成、形貌和粒度进行表征,从热力学的角度对粉末的还原过程进行分析,并研究了各还原阶段粉末的形貌变化和生长机制,建立了气-液-固(V-L-S)自催化反应模型.     

低温机械化学法制备Mo-Cu纳米复合粉末

以CuMoO4-MoO3粉末为前驱体,采用机械化学-氢气共还原的方法制备出Mo-Cu纳米复合粉末。通过DSC对前躯体的制备温度进行研究,通过XRD、SEM及TEM分别对粉末的相组成、形貌和粒度进行表征,从热力学的角度对粉末的还原过程进行分析。结果表明,机械球磨可以有效地降低粉末的颗粒尺寸,增大反应面积,提高粉末还原活性,从而在低温下制备出Mo-Cu复合粉末。通过优化工艺参数,对机械球磨15h的CuMoO4-MoO3混合粉末在680℃下还原,可以得到颗粒尺寸为50～100nm的Mo-25%Cu(质量分数)纳米复合粉末。     

Mo-Cu复合材料的研究进展

概述了国内外Mo-Cu复合材料的进展,Mo-Cu复合材料在电子封装、高压真空电触头和热沉材料等方面的应用,它的高导热、导电性能,高的强度及低的热膨胀系数等优越性能,及其传统的和最新的制备工艺。     

Development of copper coatings on molybdenum powders by electroless plating technique

Mo powders with average particle size of 3 μm were attempted to coat with copper by electroless plating technique. The effect of the solution composition and plating conditions on the electroless copper plating was studied. The uncoated and coated powders were subjected to the microstructural studies by SEM and the phases were analyzed by XRD. The results indicate that the Mo powders are coated with copper, at （he same time, Mo-Cu composite powders with Cu content ranging from 15% to 85% （mass fraction） can be obtained. The optimal values of pH, HCHO concentration and temperature are in the ranges of 12-13, 22-26 ml/L and 60-65℃, respectively. The diffusion-shrinkage autocatalytic model is suggested for the growth mechanism of electroless coating over the surface.     

Mechanochemical synthesis of Mo-Cu nanocomposite powders

Mo-Cu nanocomposite powders were successfully synthesized by the mechanochemical (high energy ball-milling) and hydrogen-reduction process at low temperature (650 °C). MoO₃ and CuO powders were used as precursors, which were calcined in air atmosphere to get CuMoO₄-MoO₃ mixtures. The mechanochemical treatment of the CuMoO₄-MoO₃ powder mixtures caused a substantial increase of both the reduction activity of powder mixtures in hydrogen and the refinement of powders. It was accompanied by a transformation from CuMoO₄ to Cu₃Mo₂O₉, playing a critical role in hydrogen reduction process. By optimizing the experimental parameters, Mo-30 wt.% Cu nanocomposite powders with superfine particles with size ranging from 100 to 200 nm could be successfully obtained by mechanochemical-reduction method.     

添加活化元素Ni对Mo-Cu合金性能的影响

采用机械活化制粉、低温烧结和致密化处理，制取了不同Ni含量的Mo-Cu合金。研究了Ni对Mo-Cu合金的致密性、膨胀系数、导热和导电性能的影响。结果表明，添加活化元素Ni使Mo-Cu合金的烧结致密化温度降低，热膨胀系数的变化与A120，陶瓷的变化很吻合，导电和导热性能降低，显微组织细小均匀，成为网络结构，是一种与Al2O3陶瓷封接匹配得很好的电子封接材料。     

活化元素Co对Mo-Cu合金性能的影响

采用机械活化法制粉,制备了活化元素Co含量不同的Mo-Cu合金.通过对密度、硬度、电导率、热导率、热膨胀系数的测试及组织的观察,研究了Co元素对Mo-Cu合金致密化工艺及其组织性能的影响.结果表明,Co与Mo形成了中间相Co7Mo6,这有利于烧结致密化温度的降低,当1 250℃烧结1 h后合金相对密度达97.71%;随着Co含量的添加,Mo-Cu合金的硬度值增加,电导率、热导率下降较为明显,而热膨胀系数变化幅度不大,与Al2O3陶瓷基片热膨胀系数比较接近;其显微组织呈细小均匀的网络结构.     

Mechanical properties and expansion coefficient of Mo-Cu composites with different Ni contents

Mo-Cu composites were fabricated by powder metallurgy with addition of various Ni contents.The effect of Ni contents on mechanical and thermal properties of Mo-Cu composites was investigated.The results show that mechanical and thermal properties of Mo-Cu composites are greatly affected by the addition of Ni contents.The composite powders with Ni addition exhibits high sinterability.The sintering temperature is greatly decreased and the comprehensive properties of Mo-Cu composites are obviously improved.Mo-Cu composites with a content of 1.5 wt.％ Ni have relative density 99.2％,bending strength 1057.9 MPa,hardness 72.5 HRA,electronic resistivity 1.28× 10 -7Ω.m-1,thermal conductivity 139 W·m-1·K-1,and lower coefficient of thermal expansion 7.4×10-6 K 1.Mo-Cu composites have homogeneous and fine microstructure.The fracture mechanism is ductile fracture.     

Fe含量对钼铜合金组织和性能的影响

采用熔渗法制取不同Fe含量的Mo-Cu合金。利用场发射扫描电子显微镜(SEM)和能谱(EDS)仪分析不同Fe含量的Mo-Cu合金的显微组织及Fe元素的分布,研究Fe含量对Mo-Cu合金的致密度、热导率、电导率、硬度以及显微组织的影响。结果表明,添加1%Fe(质量分数)使Mo-Cu合金的致密度和硬度提高,但是导电和导热性能降低。微观分析表明,添加活化元素Fe后合金显微组织更加致密,Cu呈网状分布,Mo骨架烧结颈变大,但Fe含量过多时,不利于合金性能的提高。