Structure and Mechanical Properties of Cu/AlN Nano- composites with High Strength and High Conductivity

采用粉末冶金方法制备高强高导铜合金基纳米复合材料(Cu/AlN),用光学显微镜、TEM和SEM等方法研究不同工艺条件如温度、压力、复压压力及复烧温度对复合材料组织与性能的影响。结果表明:烧结后的试样密度随压力、烧结温度的升高而增大;试样布氏硬度随复压制压力和烧结温度的升高而升高;试样布氏硬度开始随着纳米AlN颗粒的含量增加而升高,但当纳米AlN颗粒质量分数大于0.5%时,复合材料的布氏硬度开始下降。试样的抗弯强度随复压制压力和烧结温度的升高而提高。     

CuZr/AlN纳米复合材料的组织与性能(英文)

采用粉末冶金方法制备高强高导铜合金基纳米复合材料(CuZr/AlN)。采用光学显微镜(OM)和高分辨率透射电镜(HRTEM)等方法研究不同烧结工艺对复合材料组织与性能的影响,研究固溶时效对CuZr/AlN力学性能的影响。结果表明:试样的组织致密,晶粒大小在0.2μm左右;试样的布氏硬度随着复压制压力和烧结温度的升高而升高;试样的布氏硬度开始随着锆含量的增加而升高,但当锆颗粒含量大于0.5%时,复合材料的布氏硬度开始降低。试样的抗弯强度随着复压制压力和烧结温度的升高而提高,抗弯强度在锆含量为在0.5%时最大。900°C固溶后的布氏硬度比固溶前的布氏硬度低,试样在500°C和600°C时效后,布氏硬度增加,在700°C发生过时效现象。     

高强高导纳米复合材料CuCrZr/AlN的组织与性能

采用粉末冶金方法制备高强高导铜合金基纳米复合材料（CuCrZr／AlN），用TEM、SEM等方法研究不同工艺条件如温度、压力、复压压力及复烧温度对复合材料组织与性能的影响。结果表明：烧结后的试样密度随压力、烧结温度的升高而增大，复压复烧后致密度达98％：试样抗弯强度随密度的增大而增大，复压复烧后，试样最大抗弯强度达到417MPa；600MPa复压950℃复烧试样的软化温度大于600℃；烧结温度为950和900℃，相对应的晶粒尺寸分别是0．26-0．44μm和0．1-0．21μm；材料的电导率随着密度的增大而增大，复压复烧后可以达到62％（IACS）。     

铝青铜基粉末冶金摩擦材料组织及性能研究

采用粉末冶金法制备了铝青铜轴承材料,研究了烧结温度和压制压力对该材料密度、硬度和组织的影响。结果表明,随烧结温度升高,组织间孔隙逐渐收缩,同时总孔隙体积减少,密度先增大后略有减小,而硬度增加。随压制压力的升高,孔隙和界面减少,硬度和密度升高;当烧结温度升高,Ti颗粒与基体金属逐渐熔到一起。     

热压烧结法制备W-Cu/AlN复合材料的组织与性能研究（英文）

采用高能球磨技术制备W-30%Cu(质量分数)纳米晶粉体,再通过球磨混粉的方法添加不同质量分数的纳米AlN颗粒,然后采用热压烧结法得到W-30Cu/x%AlN复合材料。研究并比较了纳米AlN的加入对材料组织结构、物理以及力学性能的影响。结果表明,W-30Cu/x%AlN复合材料都有较致密和均匀的组织结构,AlN的添加,细化了烧结体中W颗粒;纳米AlN颗粒的添加提高了复合材料的硬度,但是随着AlN纳米颗粒含量的增加,基体晶界上的增强相颗粒分布过多,而使材料的抗弯强度有所下降;少量纳米AlN颗粒(≤1%)的添加有利于W-Cu复合材料的热导率提高,随AlN添加量的增加,复合材料的电阻率升高,电导率下降。     

Structure and Properties of W-Cu/AlN Composites Prepared via a Hot Press-Sintering Method

采用高能球磨技术制备W-30%Cu（质量分数）纳米晶粉体,再通过球磨混粉的方法添加不同质量分数的纳米AlN颗粒,然后采用热压烧结法得到W-30Cu/x%AlN复合材料。研究并比较了纳米AIN的加入对材料组织结构、物理以及力学性能的影响。结果表明,W-30Cu/x%AlN复合材料都有较致密和均匀的组织结构,AlN的添加,细化了烧结体中W颗粒;纳米AlN颗粒的添加提高了复合材料的硬度,但是随着A1N纳米颗粒含量的增加,基体晶界上的增强相颗粒分布过多,而使材料的抗弯强度有所下降;少量纳米AlN颗粒(≤1%)的添加有利于W-Cu复合材料的热导率提高,随AIN添加量的增加,复合材料的电阻率升高,电导率下降。     

烧结温度对Cu-Cr_2AlC复合材料组织及性能的影响

以实验室自制的Cr_2AlC粉末和铜粉为原材料,先将铜粉以较低的压制压力压制成坯块,再将Cr_2AlC粉末与铜坯块以同一较高的成型压力压制成Cu-Cr_2AlC层状复合材料,分别在不同的温度(870、890、910、930、950℃)以氩气为保护气体进行烧结。利用金相显微镜和扫描电子电镜对试样的组织和界面结合状况进行观察分析,利用显微硬度计对试样进行显微硬度测试,研究烧结温度对Cu-Cr_2AlC复合材料组织与性能的影响。结果表明,复合材料的的组织随着烧结温度的升高得到改善,部分组织达到了冶金结合的效果,材料各部分的硬度随着烧结温度的升高而增大,910℃以上为合适的烧结温度。     

烧结温度对SiCp增强Al-Si基复合材料耐磨性的影响

利用粉末冶金法制备了不同烧结温度的SiC_p增强Al-Si基复合材料,用X射线衍射仪、布氏硬度计、ML-10摩擦磨损机、扫描电镜等对样品的物相组成、布氏硬度、磨损性、表面形貌等进行表征。结果表明,随烧结温度的提高,试样的密度和硬度先增大后减小,烧结温度为590 ℃时试样的密度和硬度达到最大值,最大硬度为81 HBW。试样的耐磨性随烧结温度的增加先增大后减小,烧结温度为590 ℃的样品具有最好的耐磨性。     

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.     

工艺参数对碳化钛颗粒增强高锰钢性能的影响

采用原位合成技术制备了碳化钛颗粒增强高锰钢复合材料;采用洛氏硬度计、扫描电镜和金相显微镜探讨了烧结温度和含碳量对该复合材料孔隙度和硬度的影响.结果表明:当烧结温度为1350～1420℃时,该复合材料的孔隙度随烧结温度的升高而减小.当烧结温度超过1420℃,该复合材料的孔隙度随着温度的升高而增大;该复合材料的硬度随温度的变化趋势与孔隙度刚好相反,当烧结温度一定时,该复合材料的孔隙度随碳含量的增加而增大,而其硬度变化与含碳量之间没有明显规律性.     

纳米复合Al-Sn合金烧结中的组织和硬度变化

利用机械合金化制备纳米复合Al-Sn合金粉末,将其压制成型并烧结.运用X射线衍射仪、扫描电镜分析了纳米复合Al-Sn合金在烧结过程中的组织结构变化,测定了显微硬度.结果表明,随着烧结温度的升高,机械合金化制备的Al-Sn纳米复合结构长大.当烧结温度低于Al-Sn共晶温度时,Sn相分布均匀;当烧结温度超过Al-Sn共晶温度时,Sn相沿着粉末颗粒的周围呈网状分布,网状形态取决于球磨后的粉末颗粒尺寸.纳米复合Al-Sn合金的显微硬度随烧结温度的提高而降低,与传统的铸造方法相比,机械合金化方法显著强化了Al-Sn合金.     

AlN覆钨对AlN/W-Cu复合材料组织和性能的影响

采用溶胶凝胶法对AlN粉体进行表面覆W后，将其与适量W粉混合，经压制、预烧结，制得多孔AlN/W骨架，再熔渗Cu后制备出不同AlN含量(0～8%)的AlN/W-Cu复合材料。考察了AlN含量对于烧结体微观组织、力学性能和热学性能的影响，并与由未覆钨AlN粉体制备的AlN/W-Cu复合材料进行对比。结果表明，采用溶胶凝胶法可在AlN颗粒表面均匀制备覆W层，其界面结合良好。覆钨AlN/W-Cu复合材料的相对密度、硬度、抗拉强度以及热导率均优于未覆钨AlN/W-Cu复合材料的。AlN/W-Cu复合材料的相对密度、抗拉强度及热导率随AlN含量的增加而降低，而硬度随AlN含量的增加而上升。当AlN含量为2%时，覆钨AlN/W-Cu复合材料的综合性能最佳，相对密度达到97.69%，显微硬度达到277HV，热导率达到205.54 W/(m·K)。     

烧结工艺对纳米WC/MgO复合材料性能的影响

利用高能球磨法和放电等离子烧结技术制备了纳米WC/MgO复合材料,研究了烧结温度和烧结压力对WC-8wt%MgO复合材料密度、硬度和断裂韧性的影响.结果表明,烧结温度过低,试样的致密度差;烧结温度过高,晶粒快速长大,使得复合材料性能降低;烧结压力越大,复合材料的致密度越高,硬度和断裂韧性越好.最佳烧结工艺是烧结温度1650℃,烧结压力70 MPa,获得了该复合块体材料的最佳性能组合.     

铝青铜基粉末冶金滑动轴承基体强化工艺的研究

采用粉末冶金法制备铝青铜基滑动轴承基体材料,研究了烧结温度和复压压力对该材料硬度和组织的影响。结果表明,随烧结温度升高,基体组织内部包含的孔隙趋向缩小,硬度增加,硬度最高的烧结温度为1020℃;随复压压力的升高,基体材料由于冷焊合作用进一步结合,组织间孔隙和界面减少,硬度升高;加压烧结基体组织与常规烧结后复压基体结构基本相同,但硬度更高;加压烧结和复压工艺配合使用,可更好提高材料的硬度。     

碳纤维增强Cu-Ti3SiC2复合材料的性能与烧结温度的关系

研究了在Cu-Ti3SiC2复合材料中添加2%体积含量碳纤维的致密度、电导率和硬度同烧结温度的关系。实验结果表明,加入碳纤维的Cu-Ti3SiC2复合材料较未加入碳纤维的Cu-Ti3SiC2复合材料的致密度和电导有少许下降,但布氏硬度有大幅度提高。随着烧结温度的上升,碳纤维增强Cu-Ti3SiC2复合材料的相对密度上升较快,在1000℃时达到99.21%。电阻率随烧结温度的上升而下降;布氏硬度随着烧结温度的上升而提高,但增幅较缓。     

微量纳米铜对铁基粉末冶金制品致密性的影响

为提高铁基粉末冶金制品的密度,试验采用高能球磨机在铁基粉末中添加少量不同含量的纳米铜粉体均匀混合,在相同压力750 MPa下压制块状试样,在920℃,保护性气氛下进行烧结,烧结时间6 h.对不同纳米铜含量烧结后的试样进行了密度、显微组织、硬度、TEM、XRD测试.结果表明:随纳米铜含量的提高,材料的密度明显提高.没有添加纳米铜试样烧结后的密度为6.6 g/cm3;添加3%纳米铜的试样烧结后的密度为7.3 g/cm3,显微组织中空隙率显著减少,同时提高了制品硬度.原因是纳米铜粉体在铁基颗粒界面上的作用,提高了材料的致密性.     

点焊电极纳米复合材料(CuCrZr/AlN)组织性能分析

用机械合金化、粉末冶金方法制备铜铬锆合金基纳米复合材料(CuCrZr/AlN)点焊电极.采用透射电镜TEM,扫描电镜能谱SEM等方法表征纳米复合材料的组织性能.结果表明,纳米复合材料的电导率随AlN含量的增加而降低;纳米复合材料的热导率随AlN含量的增加而降低;纳米复合材料的软化温度随AlN含量的增加而提高,当AlN含量为0.4%(质量分数)时,纳米复合材料的软化温度为900℃左右;综合考虑各项性能,当AlN含量为0.2%(质量分数)时,纳米复合材料有较好的综合性能适合做点焊电极.     

AlN/堇青石基玻璃陶瓷复合材料的显微组织与力学性能

用真空热压烧结法制备AlN/堇青石玻璃陶瓷复合材料。分析复合材料样品的相对密度、抗弯强度和断裂韧度与AlN含量及烧结温度的关系,并对其显微组织与力学性能进行研究。结果表明：样品的相对密度随AlN加入量的增加逐渐下降;样品的抗弯强度和断裂韧度随烧结温度的升高而增加,随AlN加入量的增加呈先升后降的变化趋势;当AlN体积分数为0.40时,复合材料样品的抗弯强度和断裂韧性达到最大值,分别为212 MPa和3.04 MPa.m^1/2。XRD分析表明：AlN与堇青石玻璃未发生化学反应,化学相容性好。断口形貌和压痕裂纹扩展路径的扫描电镜观察结果表明,复合材料的强化机制主要是载荷传递,增韧机制主要为裂纹的绕道偏转、分叉和钉扎与颗粒的拔出。     

基于正交试验法的铝基复合材料制备工艺研究

利用粉末冶金(P/M)法,以硅颗粒为增强相,制备铝基复合材料.以所得试样的密度和抗拉强度为目标函数,以硬脂酸锌含量、压制压力、烧结温度、保温时间为变量进行正交优化设计.结果表明,压制压力对密度影响最大,硬脂酸锌含量对抗拉强度影响最大;试样获得最大密度和最高抗拉强度的最佳方案为:硬脂酸锌含量0.5 wt％,压制压力500 MPa,烧结温度为575℃,保温时间为1.5 h.     

球磨与烧结对Al2Ti3V2ZrB/2024Al复合材料组织与硬度的影响

利用粉末冶金方法制备了Al2Ti3V2ZrB/2024Al复合材料,研究了球磨工艺和烧结温度对复合材料微观组织和硬度的影响。结果表明,球磨时过高的球磨速度或过长的球磨时间均会造成Al2Ti3V2ZrB颗粒的团聚,影响复合材料的组织均匀性。在球磨速度为150r/min下球磨5h,Al2Ti3V2ZrB颗粒在2024Al基体中的分布最均匀,复合材料的硬度最高。当烧结温度低于510℃时,Al2Ti3V2ZrB颗粒在2024Al基体中分布比较均匀,复合材料密度和硬度随烧结温度升高逐渐增加;超过510℃后Al2Ti3V2ZrB颗粒开始团聚,复合材料密度和硬度下降,在510℃制备的复合材料具有最高的硬度。