不同陶瓷颗粒增强Cu基复合材料的制备及导电性能

以纯铜为基体,以WC、AlN、TiN、MgB2等具有不同导电性能与密度的陶瓷颗粒为增强相,采用球磨-冷压-烧结工艺制备了WCp/Cu、AlNp/Cu、TiNp/Cu和MgB2p/Cu系列复合材料.研究了制备工艺的不同环节对铜基复合材料导电性能的影响,讨论了不同陶瓷颗粒增强铜基复合材料的导电性能.结果表明相同制备工艺及体积分数条件下,以具有不同导电性能与密度的陶瓷颗粒作为增强相的铜基复合材料的导电性能相近,球磨、冷压、烧结、复压及复烧等工艺环节对铜基复合材料导电性能有不同程度的影响,提高铜基复合材料的致密度为提高其导电性能的关键.     

颗粒增强铜基复合材料研究进展

颗粒增强铜基复合材料在基本保持金属铜优良导电和导热性能的基础上大大提高了铜基复合材料的强度和耐磨性,是一种具有良好发展前景的复合材料.回顾了近年来颗粒增强铜基复合材料的增强相和制备方法的发展,并指出了今后研究发展的方向.     

颗粒增强铜基热沉复合材料的研制

本文研究了用常规粉末冶金工艺制备颗粒增强铜基热沉复合材料的机械物理性能，研究结果表明，采用W和Al2O3颗粒增强铜基热沉复合材料，可以有效地改善烧结铜材料的硬度和抗拉强度，提高抗高温回复性能；W颗粒增强铜基热沉复合材料比Al2O3颗粒增强铜基热沉复合材料的热导率要高。     

AlN颗粒增强Cu基复合材料内氧化的研究

对预置AlN微粒铜基复合材料内氧化前后进行了组织形貌观察和性能测试。结果表明：在高纯氮气体介质中可实现预置微粒Cu基复合材料的内氧化,内氧化物在弥散分布的原预置微粒处形核、长大,充满于整个复合材料之中;复合材料抗压强度的提高来自于晶粒细化和第二相弥散强化的共同作用;内氧化使复合材料致密化程度提高,并增加了粒子与基体之间界面的结合强度,是改善耐磨性的主要原因。     

原位反应铜基复合材料制备工艺

用原位反应法制备了氧化物颗粒增强铜锆基（Ａｌ２Ｏ３＋Ｃｕ２Ｏ）／Ｃｕ－Ｚｒ复合材料，并对其组织和性能进行了研究。结果表明，复合材料增强相分布均匀，尺寸细小，体积分数随反应温度和时间的不同，可以在５％￣１５％内调节，铸态显微硬度可达１０４．１。最后讨论了热处理及形变处理对复合材料组织和性能的影响。     

非连续增强铜基复合材料的研究现状

非连续增强铜基复合材料具有很高的导电、导热性能,以及优异的摩擦磨损特性和较高的高温力学性能,是导电、导热、耐磨、减摩等领域的理想材料。本文综述了非连续增强铜基复合材料的研究现状,介绍了该类材料的设计原理以及力学、摩擦磨损、导电导热等性能,回顾了材料的制备工艺,指出了各种工艺的优缺点,最后阐述了非连续增强铜基复合材料的发展方向。     

碳化硅铜基复合材料制备及相关性能测试

本研究以稻壳制备的碳化硅晶须作为铜基体的增强相,制备碳化硅铜基复合材料。利用粉末冶金技术,通过铜粉、晶须混料、干燥和热压烧结制备出复合材料,并对其相关性能进行测定。     

硼铁含量对铜基粉末冶金制动材料性能的影响

采用粉末冶金法制备铜基制动摩擦材料,研究了硼铁添加量对材料的摩擦系数、磨损率的影响规律。通过扫描电子显微镜观察材料的微观组织结构和摩擦磨损表面形貌,并分析其摩擦磨损机理。研究结果表明:硼铁含量低(0%~6%)时,材料的摩擦系数显著降低,磨损率较高;硼铁含量高(9%~12%)时,材料在高速下的摩擦系数较高且波动不大,磨损率较小。材料的磨损在低速下以磨粒磨损为主,随着制动速度的增大,磨损逐渐变成以氧化磨损和粘着磨损的混合机制为主。综合比较可知,硼铁含量为12%时,材料的摩擦系数波动不大,在高速制动下趋于平稳,且其耐磨性能较好。     

石墨烯负载铜增强铜基块体复合材料的制备及其性能

石墨烯具有独特的二维结构及性能已成为金属基复合材料制备过程中理想的增强相备选材料之一。而铜因具有良好的导热性、导电性和化学稳定性已被广泛应用到电子产品中,但其存在机械强度低、硬度低等缺点成为其应用亟需解决的瓶颈问题。目前,将石墨烯和铜基材料进行结合,虽然在一定程度上可以改善铜基材料的的综合性能。但由于石墨烯易产生团聚,石墨烯与铜之间的润湿性差,使其两者难以形成良好的界面结合,进而导致复合材料的性能变差。因此,为了解决上述问题,本文通过化学还原法在石墨烯上负载铜粒子对石墨烯进行改性处理,成功制备了石墨烯负载铜复合粉体(Cu-rGO),并将其作为增强相,与纳米铜粉混合,运用放电等离子烧结(SPS)工艺制备了石墨烯负载铜增强铜基块体复合材料(Cu-rGO/Cu),研究Cu-rGO复合粉体含量对铜基体组织和性能的影响。研究发现,在50 mg氧化石墨烯(GO)和200 mg硫酸铜(CuSO₄·5H₂O)时,获得Cu-rGO复合粉体中还原氧化石墨烯较薄且分布均匀。同时结合TEM结构分析发现铜基体与增强相接触界面紧密,且增强相的引入可以有效地细化块体复合材料的晶粒。另外,随着增强相含量的递增,硬度呈现先增加后减小,尤其在含量为2wt%时,硬度提高17.6%。但其导电率和致密度呈现出下降趋势,可能是还原过程中,氧化石墨烯中含氧官能团没有彻底还原,同时也有可能是石墨烯因有缺陷的产生和团聚现象造成的。     

颗粒增强铜基复合材料的研究进展

为了研究颗粒增强相对铜基复合材料的性能的影响,对不同类型铜基复合材料的特点及其制备方法进行对比分析,探讨了颗粒相的生成机制,重点论述了颗粒增强相的类型及铜基复合材料的制备工艺.结果表明在铜基体中引入纳米分散相进行复合,可以使铜合金的力学性能得到极大改善,其中机械合金化和原位复合化学反应获得的纳米陶瓷颗粒在铜基复合材料中效果最佳;反应喷射沉积成型法、液相反应原位生成法和机械合金化法在制备纳米粒子增强铜基复合材料方面有着良好的应用前景.     

石墨烯增强铝基复合材料导电性能的研究

采用粉末冶金法,制备了石墨烯增强铝基复合材料,研究了石墨烯含量及烧结温度对复合材料组织及力学性能、导电性能的影响.结果表明,当石墨烯添加量为0.3％(质量分数)、在580 ℃烧结1h时,所得复合材料晶粒较细小,分布较均匀,致密度最大,为90.14％,电导率最高,为25.54 MS/m,硬度最大,为HB23.35.     

SiC和SiO2纳米颗粒弥散强化铜基复合材料的制备和性能研究

采用粉末冶金法制备了不同含量的纳米SiC和SiO2颗粒增强的Cu基复合材料．研究了增强相含量对铜基复合材料性能的影响，比较了n-SiC和n-SiO2对铜的增强效果。结果表明，n-SiO2和n-SiC颗粒较少含量较少时在基体中分布较为均匀，团聚较少；随着复合材料中n-SiC和n-SiO2质量分数的增加，材料的密度降低，电阻率升高，而硬度先升高后降低；两种复合材料的软化温度都达到700℃以上，远远高于纯铜的软化温度（15012），提高了材料的热稳定性；颗粒含量相同时，n-SiC的对铜基体的增强效果要优于n-SiO2。     

纳米Al2O3化学镀铜粉杂质对烧结致密化的影响

用化学镀铜方法制备了纳米Al2O3化学镀铜复合粉末,并用常规粉末冶金方法对粉末的烧结特性进行了研究.纳米Al2O3化学镀铜复合粉末具有异常的粉末烧结特性和难于烧结的特点.通过对粉末清洗、热重分析(TG)、粉末及烧结试样的场发射扫描电镜(FT-SEM)及能谱(EDS)的观察分析,发现纳米Al2O3化学镀铜粉末表面吸附了化学镀溶液的杂质.这些杂质在粉末高温还原及烧结过程中发生热解,并在铜的表面沉积碳,影响了纳米Al2O3化学镀铜粉的烧结.     

炭黑/ABS高密度复合体的电性能与电磁特性

高密度平板吸波材料由于体积小、能承载而受到越来越多重视.本文研究了炭黑含量和偶联剂对炭黑(CB)/丙烯腈-丁二烯-苯乙烯共聚物(ABS)复合平板材料的导电性、电磁屏蔽性能以及不同厚度平板材料吸波效能的影响.结果表明复合平板的体电阻率随炭黑含量的增加而降低,在15%(质量分数)时出现渗滤值,当炭黑含量达到30%(质量分数)时,体积电阻率达到最低值,约为103Ω·cm,而屏蔽效能随炭黑含量的增加而增加.而10%偶联剂的加入使得体电阻率增加,屏蔽效能降低.3mm厚复合平板的吸波效能随炭黑含量的增加吸收峰值也随之增加,而6mm厚时,20?复合平板吸收峰值达到最大21.76dB.偶联剂使吸波效能在不同炭黑含量显示出不同的趋势:当炭黑含量较小(5%和10%)时,偶联剂加入降低了平板的吸收衰减;当炭黑含量较大(20%和30%)时,偶联剂却使得吸收衰减峰值大大增加,有效频段也随之拓宽.     

不同粒度SiCP增强铜基复合材料拉伸性能及断裂机制的研究

以不同粒度SiCP和电解铜粉为原料,采用粉末冶金工艺制备了SiCP增强Cu基复合材料.研究了SiCP和基体铜粉粒度的变化对材料拉伸性能和断裂机制的影响.结果表明,在基体铜粉粒度为44μm时,10μm的SiCP增强复合材料的抗拉强度达到最大值,为265.7MPa,其断裂机制是以Cu-SiC界面处基体撕裂为主,而当SiCP粒度为2μm时,由于分散不均匀、团聚等原因使得材料强度降低.大粒度SiCP(＞10μm)增强复合材料由于界面面积有限和增强颗粒间距过大,使得增强效果有限,其断裂机制是以Cu-SiC界面脱粘和SiCP解理开裂为主.实验证实了在SiCP增强铜基复合材料中基体和增强颗粒粒度存在着最佳配比关系可使复合材料达到最佳增强效果.     

Optical properties and electrical conductivity studies of copper selenide nanoparticle

In this work, the optical properties were studied in the UV-VIS range for copper selenide nanoparticle prepared at 160, 170 and 200 °C by solvothermal route using ethylenediamine as a solvent. Sharp absorption bands were observed at shorter wavelength due to the confinement of electrons and holes in low dimensional system producing excitonic and Coulombic attraction. The binding energy and the optical band gap were determined and the two values were found to decrease with increasing temperature and decreasing grain size. DC electrical conductivities were measured with temperature and the activation energy was calculated. The obtained data indicated that, the prepared samples behave as a semiconductor material.     

氮掺杂碳纳米管/铝基复合材料的制备及性能EI北大核心CSCD

采用化学气相沉积法合成出氮原子掺杂的碳纳米管,再将其与铝基体进行复合制备出碳纳米管/铝基复合材料。运用TEM和XPS研究氮掺杂碳纳米管的结构形貌和掺杂形态,并对碳纳米管/铝基复合材料的力学和电学性能进行研究与分析。结果表明:碳纳米管呈现出竹节状周期性多层结构,且成功掺杂氮原子。与纯碳纳米管相比,基于氮掺杂碳纳米管的铝基复合材料具有更高的抗拉强度和电导率。由于氮原子的引入,改善了碳纳米管的分散度和浸润性,提升了其电子传递效率,从而更有利于其在金属基复合材料中的应用。     

BaO掺杂对10NiO-NiFe2O4复合陶瓷导电性能的影响

利用冷压-烧结技术制备了BaO掺杂的1ONiO-NiFe2O4复合陶瓷,研究了BaO掺杂量对1ONiO-NiFe2O4复合陶瓷物相组成及电导率的影响.结果表明,当BaO掺杂量为O～4%(质量分数)时,烧结样品中主要含有NiO和NiFe2O4两种,BaO促进了致密化烧结,降低了烧结温度;TG-DSC分析发现,在303～1233K温度范围内,1ONiO-NiFe2O4陶瓷在空气气氛中先吸氧后失氧;导电率测试表明,掺杂BaO能显著提高材料的高温电导率,且掺杂0.5%样品在1233K时材料达到最大电导率11.76S/cm,是未掺杂样品的12.8倍.     

探索高强高导铜合金最佳成分的尝试

通过对一系列强度≥500MPa、导电率≥70％IACS的铜合金框架材料的化学成分、组织和性能分析,指出适当的强化相组合是获得高强高导材料的有效途径,提出用综合影响因数（Ke）来表示强化相形成元素缃入对材料强度和导电率影响的新观点,通过研究表明在铜合金材料中出现的强化相按其对强度及导电率的综合影响效果排队次序依次为：Cu3Zr、Cr、ComPn、Fe2P、Fe、2Ti和MgmPn。     

泡沫金属基复合相变材料的有效导热系数研究

为了更有效地预测泡沫金属基复合相变材料(composite phase claange material,CPCM)的导热性能,提出了一种新的CPCM相分布模型,以此为基础建立了带有空穴子模型的简化传热模型,并利用等效热阻法推导得到泡沫金属基CPCM有效导热系数的通用计算式.传热模型考虑了相变过程中相变材料(plnase change material,PCM)的体积变化和空穴分布的影响,使得有效导热系数的计算结果更加符合实际.