SPS法制备Al2O3/Cu复合材料研究

将纳米级A12O3以体积分数为1％的配比与微米级Cu粉混合均匀后,采用放电等离子烧结(SPS)法,分别在750、800和850℃进行烧结制备复合材料;将同样的混合粉末采用冷压烧结制备复合材料作为对比.分别测试材料的密度、硬度、导电率,并进行SEM扫描电镜分析.结果表明:在所选择试验参数下,烧结温度为800℃ SPS烧结试样具有最高的相对密度,达到99.17％,硬度与导电率也最高;与冷压烧结制备的材料相比,SPS法制备的试样硬度和导电率更高;SPS烧结试样晶粒均匀细小,并出现了孪晶.     

放电等离子烧结法制备金刚石/Cu复合材料

通过真空镀铬对金刚石颗粒进行表面改性,采用放电等离子烧结法(SPS)制备改性金刚石/Cu复合材料;研究金刚石的体积分数、工艺参数以及金刚石颗粒表面改性对复合材料导热性能的影响。结果表明,烧结温度、混料时间以及金刚石颗粒的体积分数都会影响材料的致密度,金刚石颗粒的体积分数还会影响材料的界面热阻,而致密度和界面热阻是影响该复合材料导热性能的2个重要因素;对金刚石颗粒进行真空镀铬表面改性,可改善颗粒与铜基体的润湿性,降低界面热阻。在一定的工艺条件下,镀铬金刚石体积分数为60%时,改性金刚石/Cu复合材料具有很高的致密度,其热导率达到503.9W/(m.K),与未改性的金刚石/Cu复合材料相比,热导率提高近2倍,适合做为高导热电子封装材料。     

熔渗法制备高导热金刚石/Cu复合材料

利用真空热压熔渗技术制备金刚石/Cu复合材料。研究熔渗工艺、金刚石表面镀覆条件等对制备出的金刚石/Cu复合材料的热物理性能的影响。通过理论分析和试验数据可以发现:利用熔渗工艺制备出的金刚石/Cu复合材料中增强体金刚石的石墨化程度非常低,对复合材料的热性能影响很小;提高复合材料的致密度以及降低复合材料的界面热阻是提高复合材料热导率的主要方法,通过改变工艺参数和在金刚石表面镀覆金属层等方法可以提高复合材料的致密度并降低材料的界面热阻;采用180~210μm粒径镀Cr金刚石制备的金刚石体积分数为60%、相对密度为99.1%的复合材料热导率达到462 W·m-1·K-1。     

Cu/Mo/Cu平面层状复合材料的研究进展

总结了Cu/Mo/Cu平面层状复合材料的特点和应用,通过平面层状结构设计,可以实现其在平面(x,y)方向更低的热膨胀系数和更高的热导率,其中热导率最高可达370W·m-1·K-1;介绍了其研究现状和制备方法,并通过对制备工艺的对比分析,指出热压复合和轧制复合是Cu/Mo/Cu层状复合材料生产工艺的发展趋势及方向.     

SiCp/Cu复合材料的SPS烧结及组织性能

以化学镀Cu包覆SiC粉末和高压氢还原法制备的Ni包SiC复合粉末为原料,用放电等离子体烧结法制备了SiCp/Cu复合材料.分析了增强相含量和烧结温度对致密化的影响,比较了非包覆粉末和包覆粉末制备的复合材料的界面结合状况.然后对SiCp/Cu复合材料的热膨胀行为和力学性能进行了研究.结果表明:包覆粉末能够促进材料的致密化并且能获得良好的界面结合,所得SiCp/Cu复合材料的致密度达96.7%,抗压强度达1061 MPa.SiCp/Cu复合材料的热膨胀系数介于7.5×10-6～11.4×10-6·K-1之间,并且随SiC体积分数的增加而降低.材料在热循环过程中出现热滞现象,热滞现象受增强相的含量及界面结合状况的影响.     

SiC掺杂量对Diamond/Cu复合材料导热性能的影响

采用超高压熔渗法制备了Diamond/SiC/Cu复合材料,通过研究不同SiC含量下样品的热导率变化规律及界面性能,提出孤立界面模型。主要阐释孤立界面模型的适用条件、主要内容及定量公式。通过孤立界面模型,说明低SiC掺杂量的必要性和Diamond骨架对于复合材料导热性能的重要性。结果表明,SiC最佳掺杂量为15%,此时复合材料的综合性能最优:热导率526.7 W·m-1·K-1,热膨胀系数2.4 ppm/K,密度3.74 g/cm3,节省原料成本近15%。     

TiC/Cu复合材料的研究进展

本文介绍了陶瓷基TiC/Cu复合材料的研究进展,主要叙述了TiC/Cu复合材料的几种制备方法,并概括了TiC/Cu复合材料的基本性能。     

温压成形法制备C-stalk/Cu复合材料的结构与性能

以棉梗粉末(C-stalk)为基材、电解紫铜粉末为强化因子,添加聚乙烯(PE)作为分散剂,采用温压成形法制备C-stalk/Cu复合材料标准试件和滑动轴承,测定该复合材料的静曲强度、内结合强度、吸水率、表面耐磨性、以及轴承的压溃强度与表观硬度,并观察试件的断口形貌。结果表明:C-stalk/Cu复合材料塑化充分、吸水率低,其静曲强度、内结合强度分别高达92.67 MPa和7.55 MPa,磨耗量仅为优等实木地板漆膜的1/2(0.05 g/100 r),优于相对密度为80%的6-6-3青铜烧结材料;C-stalk/Cu复合材料制备的滑动轴承,其压溃强度、表观硬度分别高达105.2 MPa和55 HB,可望用来替代烧结青铜生产轻载滑动轴承。     

轧膜成形制备石墨/Cu复合材料及其性能研究

以电解Cu粉和鳞片状石墨粉为原料,聚乙烯缩丁醛(PVB)为粘结剂,环己酮为增塑剂,通过有机基轧膜成形法制备出石墨/铜(C/Cu)复合生坯;随后在H_2气氛中烧结,制备出C/Cu复合材料,考察了粘结剂含量、烧结温度等对所制备复合材料组织和性能的影响。结果表明:轧膜成形可以制备厚度0.4~1.0 mm的薄片状C/Cu复合材料;粘结剂含量对C/Cu轧膜生坯和最终复合材料的组织性能有显著影响;随着烧结温度的升高,C/Cu复合材料的性能提高,4.0%粘结剂含量的C/Cu生坯经970℃烧结后的相对密度达91.4%、电导率为44.4%IACS、维氏硬度为72.2 HV。     

高增强体含量SiCp/Cu复合材料制备和性能的研究

针对高增强体含量SiCp/Cu复合材料的高致密化问题,提出了理论模型,即采用尺寸比为10∶1的两种SiC颗粒,在适当的配比下可制得高致密度的SiCp/Cu复合材料.采用非均相沉淀包覆法(Heterogeneous precipitation process)(简称包覆法)制得Cu包SiC复合粉体,利用热压工艺制备了含有50%(体积分数)SiC颗粒的SiCp/Cu复合材料.用扫描电镜(SEM)对试样进行断口形貌分析,结果表明,细颗粒SiC可以有效地促进试样的致密化.对试样孔隙度的检测结果表明,随着细颗粒SiC含量的增加,试样孔隙度下降.试验结果很好地验证了理论模型.对试样的硬度、抗弯强度和电阻率的研究结果表明,随着细颗粒SiC含量的增加,试样的抗弯强度和硬度提高,而电阻率的变化不大.     

放电等离子烧结法(SPS)制备Co-Mn复合材料的研究

采用SPS烧结法在800℃、45 MPa下烧结32 min制得微观组织理想的Co-Mn复合材料,并结合烧结过程中出现的样品部分熔化及烧结孔缺陷等问题,简要引用分子运动学相关知识,重点探讨并分析SPS烧结理论与实际烧结过程的拟合程度,以达到完善SPS烧结理论在实际生产中应用的目的。     

放电等离子烧结法制备高导热金刚石/Al复合材料

以金刚石颗粒和铝粉为原料,通过放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)制备高导热金刚石/Al复合材料,在烧结前采用真空微蒸发镀钛工艺对金刚石颗粒进行表面金属化,以降低复合材料的界面热阻.研究SPS工艺参数、铝粉粒度搭配以及复合材料中金刚石含量(体积分数)等对该复合材料致密度及热导率的影响....     

SPS原位反应快速制备WC-6Co硬质合金的研究

应用放电等离子烧结（SPS）技术，利用WO3、Co3O4和C粉的混合粉末原位还原、化合反应快速制备WC6Co硬质合金。分析了烧结温度与压力对合金致密度、显微组织和性能的影响．结果表明：应用SPS技术，利用原位反应合成的短流程工艺路线，在烧结温度与压力分别为1270℃和90MIa的条件下能够快速制备出相对密度达99％、洛氏硬度（HRA）≥93、维氏硬度（HV）≥1900且成相良好、显微组织均匀的WC-Co硬质合金。     

SPS法制备铜-2%碳纳米管复合材料

首先采用颗粒复合法(PCS,Particle Composite System)对Cu-碳纳米管(CNT)粉末进行表面改性处理,得到CNT镶嵌或包覆于较软微米Cu颗粒表面的复合粉,其形貌近似球形,然后将复合粉通过SPS烧结工艺制备成Cu-2%(质量分数)CNT复合材料。通过硬度测试、密度测试、SEM形貌观察和能谱分析,研究了PCS处理时间对Cu-2%CNT复合材料的组织和性能的影响并与普通混粉后的复合材料做了比较。结果表明,随着PCS处理时间的延长,复合粉末粒径不断减小,在40min以后,随时间的延长,粒径基本保持不变。与纯Cu相比,经PCS处理后制备的Cu-2%CNT复合材料硬度有26%~34%的提高,与普通混粉24h相比提高了20%~26%;CNT在铜基体中呈连通的网状结构,复合材料的致密度达97%以上。     

Fabrication of Transparent Polycrystalline Yttria Ceramics by Combination of SPS and HIP

Transparent polycrystalline yttria is a promising optical ceramics with excellent physical and chemical properties. A commercial yttria powder with a mean particle size of 1.0 μm and narrow size distribution was selected as the starting material. Transparent polycrystalline yttria ceramics without any additives were successfully prepared by hot isostatic pressing (HIP) at 1700 ℃ for 2 h under the pressure of 200 MPa in Ar following spark plasma sintering (SPS). The as-prepared specimens consist of uniform grains of ～40 μm. Scanning electron microscopy (SEM) images show their pore-free structure. The influences of the yttria powder and sintering process on the properties of the yttria ceramics, including the microstructure and optical properties, were further investigated in our study.     

放电等离子烧结技术制备HA/Ti生物活性复合材料的研究

利用放电等离子烧结(SPS)技术制备了HA／Ti生物复合材料。研究了烧结温度对烧结成分和微观结构的影响。结果表明，SPS可以大大降低烧结温度。HA／Ti(质量分数比为70％／30％)复合材料在900℃可实现良好的烧结，HA不分解，保持了HA的结构和含量。并实现了Ti合金与Ti粉的良好烧结结合。     

放电等离子体烧结制备AlN/Al复合材料

AlN/Al复合材料是一种高导热复合材料,但现有制备工艺较为复杂.本文采用高能球磨的方式制备混合粉末,随后采用放电等离子烧结方法成功制备出AlN-20%Al材料.测试结果表明:制备的AlN/Al复合材料的相对密度大于97%,热导率为52.8W/m·K,烧结温度与传统的AlN相比降低了约200℃.     

A metallographic study of extruded reinforced composites based on iron and copper

Microprobe analysis has been applied to the boundary layers between fibers and matrix to examine the phase composition in relation to mode of extrusion for composite materials based on iron and copper as reinforced with molybdenum and steel fibers. The width of the interaction zone varies from 2 to 4 µm. The phases correspond to the phase diagrams for these systems. Fractography indicates the failure mechanism for reinforced composites under conditions of stress and strain. At the points of application of shock loads, there is planar transverse fracture in the fibers by the cleavage mechanism. The peripheral layers are subject to viscous failure in the fibers with the formation of necks. Extrusion produces plastic strain uniform throughout the fiber length, and there are no breaks in the fibers, which provides conditions for complete realization of the strength of the reinforcing phase.     

A metallographic study of extruded reinforced composites based on iron and copper

Microprobe analysis has been applied to the boundary layers between fibers and matrix to examine the phase composition in relation to mode of extrusion for composite materials based on iron and copper as reinforced with molybdenum and steel fibers. The width of the interaction zone varies from 2 to 4 µm. The phases correspond to the phase diagrams for these systems. Fractography indicates the failure mechanism for reinforced composites under conditions of stress and strain. At the points of application of shock loads, there is planar transverse fracture in the fibers by the cleavage mechanism. The peripheral layers are subject to viscous failure in the fibers with the formation of necks. Extrusion produces plastic strain uniform throughout the fiber length, and there are no breaks in the fibers, which provides conditions for complete realization of the strength of the reinforcing phase.