内氧化法制备纳米Al2O3弥散铜复合材料的研究

以Cu-Al水雾化合金粉末为原料,通过内氧化方法制备了Al2O3弥散强化铜复合材料.结果表明:γ-Al2O3弥散相粒子在基体内均匀分布,尺寸约6nm,间距30～50nm.挤压态的弥散强化铜棒材(φ25mm)不经过任何中间热处理,直接冷拉拔得到φ1mm的铜丝,其丝材抗拉强度高达680MPa;挤压态棒材的电导率87％(IACS),软化温度850℃,材料的整体性能达到了国际先进水平.     

Fe－Al_2O_3复合材料工艺参数的研究

研究了烧结温度、时间、气氛、弥散相粒度及含量等工艺参数对Ｆｅ－Ａｌ_２Ｏ_３复合材料的密度、硬度及抗拉强度的影响。结果表明，一定的弥散相含量对应有其最佳的烧结温度。烧结时间达一定值后，继续增加烧结时间对烧结无显著影响。减少弥散相粒度和使用纯氢保护，有利于烧结过程的致密化和产品性能的提高。     

内氧化法制备Al_2O_3颗粒弥散强化Cu合金的组织性能分析与理论校核北大核心

以Cu-Al合金粉末为原料,采用内氧化方法制备出综合性能优异的Al_2O_3增强铜基复合材料。通过观察试样的显微组织,并测试其拉伸性能,分析存在的各种强化机制并定量计算综合强化效果。结果表明:Cu基体上均匀分布着Al_2O_3弥散相颗粒,颗粒尺寸约6 nm,颗粒间距为30～50 nm,冷拉拔后Cu丝屈服强度高达680 MPa;主要强化机制是弥散强化和热错配位错强化,均匀分布的细小Al_2O_3颗粒阻碍位错运动,强化效果显著;屈服强度实验值略低于理论值692 MPa,原因为Al_2O_3颗粒的团聚和存在多种变体造成的。     

国内Cu-Al2O3复合材料致密化加工的研究进展

Cu-Al2O3复合材料具有很多优异的性能,其致密化加工方法主要有热挤压、锻造和冷加工等.本文综述了国内弥散强化铜塑性变形的研究,详细介绍了弥散强化铜致密化加工研究的现状.热挤压是生产弥散强化铜的主要加工方法,不同挤压方式和挤压工艺对材料性能有很大影响.锻造是生产大断面尺寸弥散强化铜的重要手段,处于三向压应力状态锻造后弥散强化铜的性能可优于挤压态弥散强化铜.冷加工也是弥散强化铜生产中的关键步骤,主要作用为材料成形和提高力学性能.本文还对该领域的未来发展进行了展望,将来应进一步从理论上加强对弥散强化铜致密化加工的研究,并开拓新的致密化加工技术.     

机械合金化结合放电等离子烧结制备高软化温度Al_2O_3/Cu复合材料

Al_2O_3/Cu复合材料的软化温度是材料耐热性能的重要指标。本实验采用机械合金化法和放电等离子烧结法制备不同组分的Al_2O_3/Cu复合材料,并对Al_2O_3/Cu复合材料进行不同温度梯度的加热保温试验,探讨了Al_2O_3含量及其分散性对材料本身软化温度的影响,得到了性能优异的Al_2O_3/Cu复合材料,其软化温度区间为700~750℃,其导电率为74%IACS,硬度为142 HV。     

碳纤维质量分数对Al2O3弥散强化铜复合材料的载流摩擦磨损性能影响

通过内氧化法制作出一种Al₂O₃弥散强化铜-碳纤维复合材料,研究了不同碳纤维质量分数对材料载流摩擦磨损性能的影响。结果表明,碳纤维的加入会影响材料的力学性能,明显降低弥散强化铜材料的摩擦系数和磨损量,提升材料的载流稳定性和载流效率。随着碳纤维质量分数的升高,材料的磨损机制由粘着磨损、熔融堆积变为粘着磨损;随着碳纤维质量分数的进一步增加,材料的磨损形式变为轻微的磨粒磨损,说明碳纤维能够在载流摩擦中起到良好的润滑作用。     

以含铜废液为原料制备Al_2O_3弥散强化Cu粉的工艺研究

以酸碱含铜刻蚀废液为原料,采用酸碱中和-过滤-H_2SO_4溶解制备出一定浓度的含铜溶液,并向溶液中添加可溶性铝盐,最终采用络合共沉淀-煅烧-H_2还原的方法制备出质量分数2%的纳米Al_2O_3弥散强化Cu粉末。采用火焰原子吸收光谱法测定过滤液中Cu~(2+)的含量,研究了酸碱混合比对Cu~(2+)提取效率的影响;采用扫描电镜、X射线衍射仪分析了共沉淀前驱体粉末、Al_2O_3-CuO复合粉末、Al_2O_3-Cu粉末、Al_2O_3弥散相的粒度、形貌及组成;并采用TG-DTA试验对粉末制备过程中的煅烧及H_2还原过程进行了分析。结果表明:酸碱含铜废液的体积比为2∶3时,中和反应进行最充分,Cu~(2+)的提取率达到96.75%(质量分数);沉淀剂采用瞬间加入方式,得到的前驱体粉末细小均匀、无团聚;最佳的煅烧温度为500℃,H_2还原温度为550℃,制备的弥散相分布均匀,粒度小于200 nm;经弥散相萃取试验观察,进一步证明弥散相为纳米Al_2O_3。     

La_2O_3对超细钨复合粉末烧结性能与钨合金显微组织的影响

采用溶胶喷雾干燥-煅烧还原方法制备超细/纳米W-La2O3复合粉末,将粉末压制成形后在1 950℃烧结,制备La2O3弥散强化钨合金,检测合金的密度与强度,并采用SEM对超细粉末形貌、合金的组织结构、断口形貌进行分析,结果表明:随La2O3加入量增加,粉末颗粒显著细化,W-0.7%La2O3复合粉末的粒径仅为0.1μm;制备的W-La2O3超细/纳米复合粉末具有很高的烧结活性,烧结后,合金最高相对密度达到99.1%;La2O3均匀弥散分布于钨晶界,抑制钨合金的晶粒长大,提高材料的强度,W-0.7%La2O3合金中钨平均晶粒尺寸仅为8.7μm,抗弯强度达到548 MPa;合金的断裂形式表现为穿晶-沿晶共有的复合断裂形式。     

热压反应合成Al_2O_3-Ho_2O_3/TiAl复合材料

利用Al-Ti-TiO2-Ho2O3体系原位反应合成了Ho掺杂Al2O3/TiAl复合材料。采用DTA结合XRD分析对体系反应过程进行了探讨。借助XRD、EDS和SEM等手段,对放热体系的物相组成及晶粒微观形貌进行了分析表征。结果表明:Al-Ti-TiO2-Ho2O3系原位合成的Al2O3/TiAl复合材料由TiAl、Ti3Al、Al2O3以及HoAl3相组成;Ho2O3的引入对基体相生成比例(TiAl:Ti3Al)有一定的调控作用,并使得基体晶粒和Al2O3晶粒均有所细化且逐渐分布均匀。力学性能测试表明:当Ho2O3的引入量为6%时,材料的抗弯强度达到最大值,约为593.5MPa;断裂韧度达到最大值,为8.74MPa.m1/2,具有可接受的力学性能。     

纳米Al_2O_3陶瓷粉料喷雾干燥制粒

利用喷雾干燥技术对纳米Al_2O_3粉体进行造粒,研究了浆料固含量、粘结剂含量及分散剂含量对喷雾干燥粉体颗粒形貌、结构、松装密度和流动性的影响。结果表明:当料浆固相含量为50%,分散剂和粘结剂分别为固相质量的0.04%和1.0%时,浆料具有合适的粘度和最佳的分散稳定性,喷雾造粒得到的粉体为球形,表面光滑致密,具有较高的松装密度和流动性,能满足各种压制成型的需要。     

共沉淀反应条件与分散剂对Cu-Al_2O_3粉末性能的影响

以酸碱含铜刻蚀废液为原料,聚乙烯醇(PVA)为分散剂,并采用添加可溶性铝盐络合共沉淀的方法制备了含铝铜的前驱体粉末,最终采用高温煅烧-氢气还原工艺制备了纳米Al_2O_3弥散强化铜粉末。采用激光粒度仪、SEM-EDS、XRD等研究了络合共沉淀过程中工艺参数对弥散铜粉末及Al_2O_3弥散相粒度的影响。结果表明:通过控制络合共沉淀过程中的反应条件,可制备出粒度小于1.5μm且分布较窄的纳米Al_2O_3弥散强化铜粉末,最佳工艺参数为:母液浓度1.0 mol/L,沉淀氨水浓度20%(体积分数),反应温度70℃,p H值为7;调节分散剂的含量可控制弥散相的粒度及分布,PVA与铜离子的物质的量比为0.4∶1.0时,制备出的纳米Al_2O_3弥散相粒度小于100 nm,粒子间距100~200 nm;粉末经氢气烧结950℃保温60 min,烧结试样的密度为8.45 g/cm~3,硬度为115 HB。     

纳米Al_2O_3颗粒对Cu-Al_2O_3性能的影响

采用溶胶-凝胶法制备纳米Al_2O_3颗粒,通过粉末冶金法制备氧化铝铜(Cu-Al_2O_3)。采用X射线光电子能谱仪、扫描电子显微镜、洛氏硬度仪和涡流计分别测试了Cu-Al_2O_3的结合能、微观组织、硬度和导电率。结果表明:随Al_2O_3颗粒含量的增加,Cu-Al_2O_3的硬度先升高后降低,当Al_2O_3颗粒的质量分数达到0.084%时,Cu-Al_2O_3的硬度达到最大值75.73(HRB)。Cu-Al_2O_3的导电率随着Al_2O_3颗粒含量的增加逐渐下降。Al_2O_3颗粒的质量分数为0.084%时为最佳值,CuAl_2O_3的硬度达到最大值,导电率达到69.1%IACS。     

轧制对纳米碳管弥散强化铜基复合材料微观组织的影响

利用粉末冶金工艺结合轧制退火工艺制备了纳米碳管弥散强化铜复合材料, 研究了轧制对纳米碳管在铜基体中分布的影响。材料冷轧轧下量60%时, 含纳米碳管0.3%的铜基复合材料致密度由轧制前的78.7%提高到98.9%, 同时显微硬度由HV49.2上升到96.4。扫描电镜照片表明, 随着纳米碳管分数增多、轧制量增大, 复合材料微观组织中出现的孪晶数目增多。孪晶引起的晶粒细化并通过纳米碳管弥散强化而保持, 可能是纳米碳管铜复合材料增强的机制。     

Fe—Al2O3复合材料工艺参数的研究

研究了烧结温度、时间、气氛、弥散相粒度及含量等工艺参数对Ｆｅ－Ａｌ２Ｏ３复合材料的密度、硬度及抗拉强度的影响。结果表明，一定的弥散相含量对应有其最佳的烧结温度。烧结时间达一定值后，继续增加烧结时间对烧结无显著影响。减少弥散相粒度和使用纯氢保护，有利于烧结过程的致密化和产品性能的提高。     

Al_2O_3La_2O_3Y_2O_3/Cu复合材料的电弧侵蚀特性研究

采用喷射沉积和内氧化法制备出Al2O3La2O3Y2O3/Cu复合材料,研究该材料在直流20 V/20 A的工作条件下触点的电弧侵蚀特性,并与Al2O3/Cu材料进行了对比分析.利用电子天平、扫描电镜等方法分析电弧侵蚀后触点的质量变化和表面微观结构.结果表明,通过添加Y2O3、La2O3稀土氧化物颗粒,可有效降低触头材料的材料转移量.Al2O3La2O3Y2O3/Cu材料的抗熔焊性和抗烧损性优于Al2O3/Cu材料的性能.在直流阻性负载条件下Al2O3La2O3Y2O3/Cu阳极触头表面形成凹坑,阴极触头表面形成凸起,触点表面显示出浆糊状凝固物和喷发坑等电弧侵蚀形貌特征.     

自生长SiC晶须补强Al_2O_3复合材料

本文研究了制备SiC晶须补强Al_2O_3复合材料的一种新方法。该方法不需要外加晶须。将Al_2O_3、SiO_2与碳黑的混合粉末在Ar气氛中,1600℃反应2h,便可在Al_2O_3基体原料中合成均匀分布的SiC晶须。经1850℃热压后所制备的Al_2O_3-SiC_(w)复合材料的力学性能为:K-(1c)=5.6 MPa·m~(1/2)σb=530 MPa。通过X—射线衍射,扫描电镜等分析了复合材料的相组成及显微组织,并讨论了晶须的增韧机理。     

Al_2O_3弥散增强Cu基高导电率复合材料的制备及性能研究

采用高能球磨结合放电等离子烧结的方法制备0.5%、1.0%和2.0%的Al_2O_3弥散增强Cu基复合材料。研究Al_2O_3在Cu基体中的分布状态,以及对复合材料强度、硬度、导电性能和摩擦系数的影响。结果表明:弥散分布于晶界处的Al_2O_3颗粒导致复合材料的硬度和抗拉强度都提高,而伸长率、电导率降低和摩擦系数降低。1.0%Al_2O_3/Cu复合材料的相对密度达到98.22%、电导率为48.38 MS/m,硬度102.7 HV,抗拉强度264.97 MPa,摩擦系数0.28。     

内氧化工艺对弥散强化铜中Al2O3质点特性和粉末显微硬度的影响

通过对弥散强化铜粉显微硬度的测定以及粉体显微组织结构的观察和分析,研究了不同内氧化工艺条件下弥散强化铜粉末显微硬度和强化质点特性的变化.研究结果表明,粉体内晶粒度没有明显变化;晶粒内的弥散质点为γ'-Al2O3,这种粒子结构稳定,但Al2O3质点粒度随内氧化温度的升高和时间的延长而增大;内氧化工艺影响粉末显微硬度,实验中900℃,3 h内氧化硬度最高.     

氧化铝增强铜基复合材料机械合金化粉末的制备

对机械合金化制备氧化铝弥散强化铜粉末的工艺进行了研究,通过观察合金化后材料的微观形貌,确定了机械合金化的工艺参数。