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.     

Ti3SiC2陶瓷颗粒表面超声波化学镀铜

钛碳化硅（Ti3SiC2）陶瓷导电材料有许多优异的性能,其摩擦系数甚至比石墨更低,完全可以取代石墨用来制备性能更加优良的铜基电接触复合材料,但是由于其与铜基体之间的浸润性不是很好,研究了利用超声波化学镀覆技术在Ti3SiC2颗粒表面均匀镀上一层连续的铜镀层。通过扫描电子显微镜对铜镀层表面形貌的观察表明：通过严格的镀前预处理工艺的优化设计以增加活化点,对传统镀液配方的调整以降低镀速,能够成功的在Ti3SiC2颗粒表面均匀镀覆一层铜微粒,改善了Ti3SiC2和铜基体间的润湿性,从而增强二者之间的界面结合力。     

稀土La对Al2O3/Cu复合材料组织与性能的影响

利用机械合金化法结合放电等离子烧结制备Al2O3/Cu铜基复合材料,采用XRD、SEM、硬度、抗拉强度和电导率等测试研究La含量对Al2O3/Cu复合粉末和烧结材料组织及性能的影响。结果表明:添加0.05%的稀土La有利于机械合金化过程中Cu晶粒的细化和Al2O3颗粒的弥散分布,从而提高烧结材料的显微硬度和抗拉强度。烧结材料的导电率随着La含量的增加先升后降,当La的质量分数为0.10%时,Al2O3/Cu复合材料的导电率提高11.3%IACS。     

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.     

原位Al2O3颗粒增强铜基复合材料的制备及微观组织

采用原位反应的方法成功制备了Al2O3颗粒增强铜基复合材料.对原位反应过程进行了热力学分析和动力学分析.SEM观察和EDS分析显示,原位反应生成的Al2O3颗粒分布于Cu基体中,且颗粒平均直径约为0.5μm,在材料中平整圆滑的Al2O3颗粒与基体结合良好.     

导电陶瓷Ti3SiC2颗粒表面无敏化活化的化学镀铜

利用无敏化、活化的化学镀覆技术能成功地在Ti3SiC2颗粒表面均匀地化学镀铜。实验表明：镀前对陶瓷颗粒进行严格的粗化处理,使其表面具有很强的催化中心,通过采用合适的镀液配方和工艺,能成功地在Ti3SiC2颗粒表面镀覆一层铜,从而增强了陶瓷TisSiC2颗粒和铜基体之间的界面结合力,为Ti3SiC2在复合材料领域中的应用开辟了更广阔的前景。     

添加La2O3对激光烧结(WC-Co)p/Cu金属基复合材料组织和成形性能的影响

研究了稀土氧化物La2O3添加量对激光烧结直接成形(WC-10Co)颗粒增强Cu基复合材料的影响.结果表明,优化La2O3含量(1.0%),可细化激光烧结组织,提高增强颗粒分散均匀性以及颗粒/基体界面结合性能,成形致密度高达理论密度的96.3%,显微硬度HV可达403.1;而过量添加La2O3(≥1.5%),导致激光成形性能降低.讨论了稀土原子对颗粒增强金属基复合材料激光烧结成形的作用机理.     

原位(TiB2-TiB)/Cu复合材料组织与性能研究

采用机械合金化和热压烧结相结合的方法制备出原位TiB_2颗粒和TiB晶须混杂增强的铜基复合材料,利用XRD、OM、SEM、TEM研究了复合材料的微观组织,分析了热压烧结过程中的原位反应机理及微观组织对复合材料硬度、导电率及致密度的影响规律。结果表明:原位反应过程为Cu和Ti原始粉末在800℃开始反应生成Cu3Ti中间相,在850℃时达到Cu3Ti中间相的熔点并在基体中形成液相微区,然后B原子扩散至该液相微区,在继续加热过程中原位析出硼化钛增强相。TiB晶须含量相对较多的复合材料具有较高的硬度,Ti B2颗粒含量相对较多的复合材料具有较高的导电率,TiB晶须和TiB_2颗粒混杂增强的铜基复合材料则同时兼备了以上2种复合材料的性能优势,其综合性能得到优化。所得烧结态3%(TiB_2-TiB)/Cu混杂增强复合材料的硬度和导电率分别达到86.6 HB和70.4%IACS。     

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。     

原位反应纳米TiB2/Cu复合材料的制备和微结构

利用原位反应技术 ,通过控制反应物B2 O3 和石墨的含量制备了原位生长纳米TiB2 增强Cu基复合材料。用XRD ,EDS ,TEM对TiB2 /Cu原位复合材料进行微结构分析 ,研究表明铜基体中弥散分布着 5 0nm的TiB2颗粒 ,并对Cu基体有良好的增强作用。     

Ti2AlN/TiAl复合材料的高温氧化行为

采用压力浸渗法制备Ti2AlN/TiAl复合材料(Ti2AlN体积分数25%),研究该复合材料的高温氧化行为。结果表明:600～800℃,材料氧化过程分为初期快速氧化和后期缓慢氧化两阶段;900～1100℃,氧化过程分为初期快速氧化、中期缓慢氧化和后期匀速氧化3阶段;但是1100℃时,材料氧化的第2阶段(缓慢氧化阶段)很短暂。800,1000,1100℃氧化24h后,复合材料增重分别为0.83,2.58和27mg/cm2。同时研究了Ti2AlN/TiAl复合材料在不同温度区间、不同氧化阶段的氧化产物、氧化层厚度和氧化层结构变化规律,分析讨论影响复合材料氧化性能的主要因素。     

La2O3含量对激光熔覆TiB/Ti涂层显微结构的影响

目的 改善钛合金表面激光熔覆复合涂层的组织结构,提高钛合金的硬度,使其在相应领域得到更广泛的应用.方法 采用激光熔覆快速非平衡合成方法 制备原位反应合成L2O3-TiB增强钛基复合涂层.用L2O3、Ti和B的混合粉末在Ti-6Al-4V基体表面激光熔覆制备L2O3-TiB/Ti复合涂层,并对其进行XRD物相分析、SEM显微结构观察及显微硬度分析.结果 添加不同含量的L2O3的激光熔覆钛合金复合涂层均与基体较好的结合,涂层中均只有α-Ti和TiB两种物相.随L2O3含量的增加,激光熔覆复合涂层中的增强相TiB的形貌越均匀细小,添加不同含量的L2O3的激光熔覆复合涂层的硬度值约为基体材料的2~3倍,添加质量分数为3%的L2O3的激光熔覆复合涂层硬度最高,其显微硬度值大约为1300HV.结论 添加稀土氧化物L2O3后制备的激光熔覆钛合金复合涂层与基体结合良好,稀土元素的添加使涂层组织细化,硬度得到了明显提高.     

Ti3AlC2含量对热压制备Cu/Ti3AlC2复合材料的影响

以Ti3AlC2和Cu粉作为原料,原位热压制备一系列Cu/Ti3AlC2复合材料,并研究Ti3AlC2含量对复合材料生成相、显微组织、力学和电学性能的影响。实验结果表明,在1150℃的高温下,不管Ti3AlC2的含量,Al都从Ti3AlC2中溶出进入液相Cu中,反应生成新的复合相。当Ti3AlC2原料的体积分数为40%~60%时,复合材料由Ti3C2相和Cu(Al)合金相组成。Cu/Ti3AlC2复合材料具有高强度及良好的断裂韧性和导电性,归因于Ti3C2聚集薄层与Cu(Al)合金层之间的牢固结合以及Cu(Al)相构成的空间网络结构。当Ti3AlC2原料的体积分数为70%或80%时,复合材料由Ti3C2和Cu9Al4金属间化合物组成,随着Ti3AlC2含量的增加,其强度和断裂韧性减小,硬度和电阻率增大。     

Cu包覆纳米Al_2O_3复合粉体的化学镀法制备

纳米Al2O3的力学性能优异,是一种理想的Cu基纳米复合材料的增强体,然而其与Cu基体的润湿性较差。为了改善其与Cu基体的润湿性,增强界面的结合力,通过化学镀工艺在其表面镀Cu,并采用SEM、TEM、XRD和EDS系统研究了镀液中络合剂及还原剂类型、镀液温度及施镀条件等重要因素对化学镀过程、镀膜质量的影响,进而优化了施镀工艺,获得了粒径均一、分散良好的Cu包覆纳米Al2O3复合粉体,为A12O3/Cu纳米复合材料的制备打下了良好的基础。     

CuO涂覆Mg2B2O5晶须增强镁基复合材料界面结构研究

采用溶胶-凝胶法制备的CuO涂覆Mg2B2O5晶须改善了晶须增强镁基复合材料的界面。利用X射线衍射仪、扫描电镜和透射电子显微镜对CuO涂覆Mg2B2O5晶须和镁基复合材料分别进行物相分析、形貌观察和界面结构分析。结果表明:CuO成功地涂覆在了Mg2B2O5晶须上,CuO涂覆Mg2B2O5晶须增强镁基复合材料的界面相为MgCu2和MgO相,来源于CuO和基体的界面反应产物;基体析出相MgZn2在晶须两侧平行生长,在特定位置和晶须具有一定的晶体学位向关系:[001]Mg2B2O5[5143]MgZn2和(100)Mg2B2O5(0111)MgZn2;CuO涂覆Mg2B2O5晶须增强镁基复合材料的抗拉强度和伸长率分别提高了37.6%和35.7%。     

SrCO_3掺杂La_2Ti_2O_7陶瓷的电性能

通过固相反应合成法制备了La_2Ti_2O_7陶瓷,研究了SrCO_3掺杂对La_2Ti_2O_7陶瓷的电学性能的影响,并对导电机理做了初步的探讨分析.实验表明,随着Sr量的增加,电导激活能有下降的趋势,导致材料的电导率增加.在100 Hz～10 MHz频率下未掺杂Sr和掺杂量为x=0.01试样的介电常数分别为46和67,介电损耗都在1×10~(-3)数量级,说明这种材料具有较好的介电性能.     

原位自生TiAl3增强Al基复合材料的组织结构及形成机理研究

采用冷喷涂技术沉积Ti-80Al（wt.%）复合涂层,通过热处理获得了原位自生TiAl3金属间化合物颗粒增强Al基复合材料涂层。采用SEM、EDS和XRD等分析了冷喷涂Ti/Al复合涂层在不同热处理温度下的组织结构演变规律及Ti、Al粒子间原位扩散反应过程,并对TiAl3金属间化合物的形成机理进行了探讨。结果表明,冷喷涂Ti/Al复合涂层组织致密,其相结构与喷涂粉末完全相同,450℃热处理后涂层局部区域发生Ti、Al间的固态扩散反应,并在Ti、Al粒子界面原位形成TiAl3金属间化合物,随着热处理温度升高,TiAl3金属间化合物的含量显著增加,600℃热处理后,Ti/Al复合涂层中的Ti粒子全部转变为TiAl3金属间化合物,获得原位自生TiAl3颗粒增强的Al基复合材料.     

Copper-Ti3SiC2 composite powder prepared by electroless plating under ultrasonic environment

In this article, a new type of Cu-Ti3SiC2 composite powder prepared using the electroless plating technique was introduced. The initial Ti3SiC2 particles are 11 μm in diameter on an average. The Cu plating was carried out at middle temperature （62-65℃） with the application of ultrasonic agitation. The copper deposition rate was determined by measuring the weight gain of the powder after plating. It has been found that the pretreatment of Ti3SiC2 powder is very important to obtain copper nanoparticles on the surface of Ti3SiC2 The optimum procedure before plating aimed to add activated sites and the adjustment of the traditional composition of the electroless copper plating bath could decelerate the copper deposition rate to 0.8 gm/h. X-ray diffraction （XRD） indicates that the chemical composition of the plating layer is copper. SEM images show that the surface of the Ti3SiC2 particles is successfully coated with continuous copper layer. The wetting property between the copper matrix and Ti3SiC2 can be improved so as to increase the interfacial strength.     

Al-Si/Al_2O_3 in situ composite prepared by displacement reaction of CuO/Al system

Al2O3 particle-reinforced ZL109 composite was prepared by in situ reaction between CuO and Al.The microstructure was observed by means of OM,SEM and TEM.The Al2O3 particles in sub-micron sizes distribute uniformly in the matrix,and the Cu displaced from the in situ reaction forms net-like alloy phases with other alloy elements.The hardness and the tensile strength of the composites at room temperature have a slight increase as compared to that of the matrix.However,the tensile strength at 350 ℃ has reached 90.23 MPa,or 16.92 MPa higher than that of the matrix.The mechanism of the reaction in the CuO/Al system was studied by using of differential scanning calorimetry(DSC) and thermodynamic calculation.The reaction between CuO and Al involves two steps.First,CuO reacts with Al to form Cu2O and Al2O3 at the melting temperature of the matrix alloy,and second,Cu2O reacts with Al to form Cu and Al2O3 at a higher temperature.At ZL109 casting temperature of 750-780 ℃,the second step can also take place because of the effect of exothermic reaction of the first step.