Al_2O_3弥散强化Cu基复合材料高温拉伸行为研究

Al2O3颗粒弥散强化铜基复合材料因具有高强度和高导电性而在电子行业和电阻焊行业有着广阔的应用前景,本文利用扫描电子显微镜和透射电子显微镜对内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料的显微组织进行了分析,并用高温电子拉伸试验机测试了其高温拉伸力学性能。结果表明,Cu 0.6%Al2O3复合材料的室温拉伸屈服强度为442MPa,600℃时屈服强度为154MPa;试验温度低于300℃,其断面收缩率为22.2%～62.0%,温度高于400℃,其断面收缩率为4.5%～9.1%,呈现出明显的高温脆性。对其拉伸断口形貌和断裂机理进行了初步分析。     

Al2O3弥散强化铜合金轧制性能试验研究

通过热模拟试验机对Al2O3弥散强化铜合金在不同温度、不同应变速率、相同变形量条件下进行热压缩试验,分析了Al2O3弥散强化铜合金应力-应变关系,依据动态材料理论和试验数据绘制弥散铜热加工图,并选取了3组试验温度进行热轧试验验证.结果表明,不同的应变速率变形机制不一致,分别通过不连续屈服和动态再结晶实现塑性变形;轧制试验验证了该合金最佳变形区温度为750~850℃、应变速率为1~10s-1.     

内氧化法制备Al2O3弥散强化铜合金及其组织与性能

采用内氧化法用雾化铜铝合金粉制备出了铝含量(质量分数)分别为0.15%、0.25%、0.35%的3种氧化铝弥散强化铜合金。研究了Al2O3弥散强化铜合金的组织与性能。结果表明,弥散铜合金的晶粒细小,晶粒大小在0.2~1μm之间;内氧化工艺生成的细小氧化铝质点在晶粒内部呈弥散分布,其平均直径小于20 nm。0.35%Al含量的弥散强化铜合金抗拉强度为600 MPa,电导率为83%IACS,满足了CuCrZr电阻焊电极的要求,可以作为CuCrZr电阻焊电极的替代材料。     

内氧化-高速压制法制备Al_2O_3弥散强化铜合金的性能研究

以Cu-0.18%(质量分数)Al合金粉末为原料、Cu2O为氧化剂,采用内氧化法制备Al2O3弥散铜合金粉末,采用高速压制(HVC)对粉末进行成形,经氢气中960~1 080℃烧结制备弥散强化铜合金,研究合金粉末的HVC成形效果和烧结温度对合金致密度、硬度、导电率和压缩强度等性能的影响。结果表明,HVC成形Al2O3弥散铜合金粉能获得良好的成形效果,压坯密度达到8.71 g/cm3(98.4%致密度)。与压坯相比,烧结后合金的致密度并无明显变化,但其导电率显著提升,硬度有所降低,压缩强度升高。随烧结温度的升高,合金的导电率有所升高,硬度略有降低,压缩强度基本保持恒定。经1 040~1 080℃烧结制备合金的导电率、硬度分别达到80%IACS和77 HRB以上,压缩强度达到450 MPa,能基本满足点焊电极的实际应用需求。     

纳米Al2O3粒子浓度对弥散强化铜合金退火行为的影响

通过力学性能、金相和TEM观察对低、中浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金的退火行为进行了研究.结果表明:低浓度弥散强化铜合金具有一定的抗高温软化性能,500℃退火后发生再结晶,900℃退火后已基本完全再结晶,屈强比约为56%.中浓度合金抗高温软化性能较好,900℃退火后,合金仍然以回复过程为主,金相尺度下不能看到再结晶晶粒,屈强比可达70%.弥散强化铜合金优越的抗高温软化性能归功于铜基体内均匀弥散分布的纳米Al2O3粒子.Al2O3粒子尺寸在10～20nm内时,粒子间距＞200nm时,阻碍晶界迁移能力较差,粒子间距＜90nm时,可显著阻碍晶界的迁移,合金抗高温软化性能优越.     

Al2O3弥散强化铜基复合材料的研究现状与进展

综述了Al2O3弥散强化铜基复合材料的各种制备工艺及研究进展,对内氧化法制备Al2O3弥散强化铜基复合材料进行了详细的阐述。着重分析了Al2O3弥散强化铜基复合材料发展过程中遇到的问题,并对其今后的研制方向作了进一步的展望。     

纳米Al_2O_3弥散强化铜复合材料的产业化制备及研究

采用内氧化法以水雾化铜铝粉为原料制备出铝含量(质量分数)分别为0.15%、0.40%、0.60%的Al2O3弥散铜复合材料。研究了Al2O3弥散强化铜材料的组织与性能,结果表明,弥散铜材料的晶粒细小,晶粒大小约为10μm;γ-Al2O3在基体中均匀分布,平均尺寸约为6nm,间距为40nm;挤压态为Al含量0.60%的弥散铜棒材(Φ25mm)不经任何中间热处理,直接冷拉拔即可得到Φ3mm的铜丝,其抗拉强度高达680MPa,电导率达78%IACS。     

Al_2O_3/Cu复合材料的高温变形行为

采用Gleeble-1500热模拟试验机和透射电子显微镜研究了变形温度为300~900℃,应变速率为0.01~10s-1条件下Al_2O_3/Cu复合材料的高温流变行为和组织演变规律,并利用Arrhenius关系和Zener-Hollomn参数构建了合金的峰值屈服应力、变形温度和应变速率三者之间的本构方程。结果表明:Al_2O_3/Cu复合材料的流变应力-应变曲线为典型的动态再结晶类型,其曲线由加工硬化、动态软化和稳定流变3个阶段组成,当变形温度一定时,流变应力随应变速率的增大而增大,而当应变速率固定时,流变应力随变形温度的升高而减小;求解得到复合材料的结构因子lnA为15.2391,应力水平参数a为0.020788mm~2/N,应力指数n为5.933035,变形激活能Q为2.1697×10~5kJ/mol;随着变形温度的升高,基体内位错密度逐渐下降,并呈现出明显的再结晶特征,而当固定变形温度时,随着应变速率的增大,基体内位错密度呈先增大后下降趋势。基于微观组织演变和热加工图,Al_2O_3/Cu复合材料的最佳热加工参数范围为热加工温度500~850℃、应变速率低于0.1s-1。     

Cu-0．54A12O3弥散强化铜合金的拉伸变形和断裂行为

对Cu—0．54％Al2O3弥散强化复合材料的拉伸变形和断裂行为进行了研究。结果表明，经挤压比为30：1的热挤压后，复合材料的σb、σ0.2、δ和σ0.2／σb分别高达40MPa、250MPa、24％和74％。冷加工后合金的强度随退火温度的升高而逐渐下降，但σ0.2／σb仍保持较高的值。挤压态合金的加工硬化指数n为0．256，明显低于纯铜。铜基体中均匀弥散分布着平均尺寸为18nm，间距为100nm的Al2O3纳米粒子，提高了铜基体的强度，阻碍了高温退火时再结晶的发生，降低了合金的加工硬化速率。挤压态合金的拉伸断口宏观上为杯锥状，微观上表现为明显的韧性断裂特征。     

Al_2O_3-TiO_2纳米管制备研究

采用一种温和的制备方法首次制得Al2O3-TiO2纳米管。将TiO2粉体在常压下,于700℃熔融、110℃水热反应,制备了管径约为几纳米、单层管壁厚约为0.2纳米以及管长约为数微米的复合Al2O3-TiO2纳米管。利用TEM和XRD对其组织形貌进行表征,并对其形成机理进行了讨论。     

机械合金化制备Cu—Nb纳米弥散强化铜合金的研究

介绍了机械合金化制备Cu-Nb纳米弥散强化铜合金的研究情况，重点论述了机械合金化的制备原理、过程参数和后续处理工艺对合金综合性能的影响，并简单介绍了材料的应用前景。     

高强高导高耐热弥散强化铜合金的研究现状

综述了高强高导高耐热弥散强化铜合金的制备方法及其特点,比较了各种方法制备的弥散强化铜合金的性能,简述了国内外研究现状.     

Al2O3／铜合金复合材料的磨损特性研究

研究了冷压烧结Ａｌ２Ｏ３／铜合金复合材料在摩擦条件下的磨损特性。采用化学镀的方法在一些Ａｌ２Ｏ３颗粒表面包覆铜镍，获得了具有不同界面结合强度的Ａｌ２Ｏ３／铜合金复合材料，进而研究了界面结合强度对该复合材料耐磨性的影响。本文还探讨了颗粒大小及体积分数对其耐磨性的影响。     

雾化方法对弥散强化铜材料性能与冷加工性能影响的研究

氧化铝弥散强化铜材料具有高温强度、高导电的特性和不可替代的作用.研究了气雾化、气雾化 离心雾化及高压水雾化方法制取铜铝合金粉对弥散强化铜材料性能及冷加工性能的影响.结果表明:不同雾化方法制取的粉末,其颗粒形貌不同;-150目粉末收取率不同;材料的技术性能和冷加工性能不同.     

纳米Al2O3强化铜基ODS 20的组织与性能

研究了铜基ODS的组织与性能。结果表明,采用内氧化方法生产的铜基ODS 20,在纯铜基体上原位生成弥散、10nm左右的-γAl2O3微粒。该材料导电率约90%IACS,比纯铜导电率约降低10%。加工状态的室温强度可达到610MPa,在1173K保温1.5h,硬度达到室温硬度的86%,表明软化温度高于1173 K。经1273K+1.5h退火,晶粒平均直径小于1μm,Al2O3微粒不发生熔解、聚集、长大等现象。     

Mg-xSn-1.5Al-1Zn-1Si合金的高温力学性能研究

以Mg-xSn-1.5Al-1Zn-1Si合金为研究对象,分析了Sn含量、拉伸温度及断口形貌对高温力学性能的影响.结果表明:Sn含量对高温强度和塑性均有较大影响,随着Sn含量的增加,合金的高温强度和塑性均出现先升高后减小的趋势,Sn为5％时合金的强韧性达到较佳配合.合金的强度指标随温度升高而下降,200℃及以下条件下降低幅度不大,塑性指标随温度升高而增加,200℃及以上条件下变化显著.对于不同Sn含量的合金,高温拉伸断口形貌相似,都属于典型的韧性断裂,形貌特征与力学性能十分吻合.