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。     

Cr元素对Diamond/Cu复合材料界面结构及热导性能的影响

采用预制件制备,压力浸渗金属工艺制备Diamond/Cu复合材料,分析了Cu基体合金化及金刚石颗粒表面金属化情况下,Cr元素对复合材料界面结构和热性能的影响。结果表明,Diamond/Cu-Cr复合材料中金刚石与Cu-Cr合金界面结合良好,Cr元素在界面处发生富集并与金刚石反应生成Cr3C2,其界面结构为金刚石-Cr3C2-富Cr的Cu-Cr合金层-Cu-Cr基体,复合材料的热导率达到520W.m-.1K-1;Diamond-Cr/Cu复合材料中金刚石表面金属化Cr层在熔渗过程中与Cu互扩散,促进界面结合,形成金刚石-Cr3C2层-纯Cr层-Cu-Cr互扩散层-Cu的界面结构。与Diamond/Cu-Cr复合材料相比界面处增加了Cr层,材料的热导率仅为279W.m-1.K-1,但均高于Diamond/Cu复合材料的热导率。     

金刚石/Cu复合材料的烧结致密化研究

金刚石/Cu复合材料是性能优异的新型高导热低膨胀热管理材料.采用金刚石经表面镀Ti或Cr后再镀Cu, SPS烧结制备金刚石/Cu复合材料.结果表明: 金刚石/Cu复合材料的烧结致密化与金刚石的体积分数、粒度大小、烧结温度及形成的金刚石/金属间的界面相关.金刚石的体积分数对烧结致密化影响最大, 烧结温度影响最小; 随金刚石体积分数和粒度的增加, 金刚石/Cu复合材料的烧结致密化难度增大.     

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。     

碳纳米管增强Cu基和Al基复合材料界面改性

在碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)增强Cu基和Al基复合材料的制备中,界面改性是提高复合材料性能的重要方法。金属基体和碳纳米管间的有效界面结合直接影响了复合材料中界面的载荷传递、导电以及导热性能,从而影响复合材料性能。本文综述了近几年碳纳米管增强Cu基和Al基复合材料界面改性的工艺方法,讨论了界面改性工艺对碳纳米管增强Cu基和Al基复合材料界面结构和性能的影响。     

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。     

机械合金化制备(Al_2O_3+Gr)/Cu复合材料的性能

采用机械合金化制备Al2O3、Gr(石墨)双相强化Cu基复合材料((Al2O3+Gr)/Cu),研究球磨时间对复合材料组织与性能的影响。结果表明:球磨时间为9 h时,细长条状的Gr和纳米Al2O3颗粒弥散分布在Cu基体中,(Al2O3+Gr)/Cu复合材料具有最佳的综合性能,相对密度、硬度、导电率、摩擦系数和体积磨损率分别为95.3%、142 HV、39.8%IACS、0.15和1.4×10-3mm3/m;球磨时间对(Al2O3+Gr)/Cu复合材料的摩擦系数影响较小,体积磨损率则随着球磨时间的延长先增大后减小,与Al2O3/Cu复合材料相比,(Al2O3+Gr)/Cu复合材料具有优良的减磨耐磨性能。     

粉末冶金技术2004年第1～6期总目次

文　　题期页·研究与开发·Ti(C1-xNx)系固溶体粉末的组织结构研究 13X射线小角散射法测量纳米粉末的粒度分布 17多层喷射沉积制备双金属板材的机理初探 112合金化铁粉对金属 /金刚石复合材料性能的影响 2 6 7纳米镍粉的粒度分析 2 71Cu -Al合金内氧化产物及分布的研究 3131主体聚合物对金属注射成形粘结剂性能的影响 3135镍代钴基高温合金涂层组织及抗氧化性能研究 3138ZrO2 悬浮液性能研究 314 2TiC -TiB2 复相陶瓷的自蔓延高温合成研究 4 195机械球磨作用下Al/Ti混合粉末的组织和热稳定性 4 2 0 0金刚石—硬质合金系统超高压烧结…     

镀层对金刚石/玻璃复合材料性能的影响

为满足现代电子工业日益增长的散热需求,急需研究和开发新型高导热陶瓷（玻璃）基复合材料,而改善复合材料中增强相与基体的界面结合状况是提高复合材料热导率的重要途径.本文在对金刚石和镀Cr金刚石进行镀Cu和控制氧化的基础上,利用放电等离子烧结方法制备了不同的金刚石增强玻璃基复合材料,并观察了其微观形貌和界面结合状况,测定了复合材料的热导率.实验结果表明:复合材料中金刚石颗粒均匀分布于玻璃基体中,Cu/金刚石界面和Cr/Cu界面分别是两种复合材料中结合最弱的界面;复合材料的热导率随着金刚石体积分数的增加而增加;金刚石/玻璃复合材料的热导率随着镀Cu层厚度的增加而降低,由于镀Cr层实现了与金刚石的化学结合以及Cr在Cu层中的扩散,镀Cr金刚石/玻璃复合材料的热导率随着镀Cu层厚度的增加而增加.当金刚石粒径为100μm、体积分数为70%及镀Cu层厚度为约1.59μm时,复合材料的热导率最高达到约91.0 W·m-1·K-1.      

基于Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶/纳米晶粉的压磁复合材料研究

研究了基于Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶/纳米晶粉的柔性压磁复合材料制备技术及其性能, 讨论了橡胶种类, 磁粉粒径、含量及工艺因素等对Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9/橡胶复合材料压磁性能的影响. 结果表明: 采用粒径为45 μm, 用量约15%的Fe73.5Cu1Nb3Si13.5B9非晶/纳米晶粉与高温硫化有规共聚硅氧烷在171 ℃, 15 Mpa条件下, 硫化45 min制备的、厚度约150 μm的压磁复合材料薄膜具有较好的应力敏感特性和压磁稳定性能, 有望作为新一代柔性、薄型接触应力传感器的敏感元件材料.     

Effects of Cu particle size on CuSnFeNi/diamond composite processed using hybrid microwave sintering

The paper investigates the effects of Cu particle size on diamond composites experimentally. The hybrid microwave sintering process is proposed to obtain the particle size microstructure throughout the rapid heating. The effects of Cu particles on the hardness, flexural strength, and thermal conductivity are experimentally investigated. The experimental results indicate that the Cu particle size has a significant impact on the physical and mechanical properties of the CuSnFeNi/diamond composites. The smaller the Cu particle size, the larger thermal conductivity, the hardness, and flexural strength are obtained. This study provides an effective means to enhance the mechanical properties of the CuSnFeNi/diamond composite by adjusting the Cu particle size.     

纳米AlN颗粒增强铜基复合材料的组织与性能研究

用粉末冶金法制备了AlN增强的Cu/AlN复合材料,研究了AlN含量对复合材料性能的影响和Cu/AlN复合材料的软化温度特性。结果表明,在烧结过程中,弥散分布在铜基体中的纳米AlN颗粒对致密化以及晶粒长大都有阻碍作用。随着复合材料中AlN颗粒质量分数的增加,材料的密度和导电性呈下降趋势,而硬度出现极大值。复合材料的软化温度达到700℃,远远高于纯铜的软化温度(150℃),从而提高了材料的热稳定性。     

Thermophysics characteristics and densification of powder metallurgy composites

Abstract

An analytical densification model describing the final stages of hot pressing and sintering has been developed and found to be consistent with empirical findings. The behaviour of composite powders for the matrices of diamond tools has been studied under hot pressing conditions. Differential scanning calorimetry was used to determine the heat capacity at constant pressure C _p of pure Co, 663Cu, and composite iron- and cobalt based powders (also containing WC, Ni and 663Cu). The relationship between C _p and composite densification has been analysed, and it has been found that optimised rare earth additions to the iron based composite powders can produce C _p characteristics close or equivalent to that of pure Co powders. This modified composite powder has been used to hot press diamond drill and saw bits that show good properties. Employing a densification regime guided by the dynamic model has been found radically to improve stability in service (bend strength, hardness, impact, ductility and porosity).     

纳米级金属复合粉末研究的进展

系统地介绍了纳米级金属纳米复合粉末的制备技术、粉末中相的生成规律和复合粉末的生成过程原理。     

纳米氧化铈粉体的制备技术研究进展

介绍了近年来国内外纳米氧化铈制备技术的研究情况,重点介绍了液相法的多种制备方法和特点,并对纳米氧化铈的制备技术和发展趋势进行了展望。     

Optical and mechanical properties of zinc sulphide diamond composites

Pure ZnS, an infrared transparent but mechanically weak material, was toughened with diamond particles. The optical properties of the pure material were preserved in the composite when the diamond particles were uniformly dispersed. Careful control of the hot pressing parameters was required in order to: (a) limit the phase transformation to a non-cubic phase of ZnS at high temperatures, and (b) maintain a small grain size. Measurement of the reflectivity of this composite in the region of the lattice vibration spectrum was used to compare the measured electrodynamic properties with those predicted by two differential theoretical models that assume different microstructural morphology. Good agreement was found with the Bruggemann model that assumes both components in the composite have the same type of interconnectedness. The mechanical properties of the 10% diamond composite showed a two fold increase in toughness without a change in the hardness with respect to pure ZnS. The bulk modulus and the shear modulus of the composite were measured and were found in agreement with a composite sphere model that assumes a good interfacial bonding between ZnS and diamond. The increase in toughness was explained in terms of the lowering of the local stress intensity factor (relative to the applied value) in the presence of diamond particles.     

SiCp/Cu复合材料的研究进展

SiC_p/Cu颗粒增强铜基复合材料是目前金属陶瓷复合材料的研究热点。本文简述了SiC_p/Cu颗粒增强复合材料的制备方法及优缺点,分析了影响SiC_p/Cu颗粒增强复合材料性能的主要因素,包括SiC_p颗粒含量、SiC_p颗粒尺寸及烧结工艺等方面,提出了SiC_p/Cu颗粒增强复合材料存在的问题,总结了制备方法及工艺的选择原则,并对其发展方向进行了展望。     

影响均相沉淀法制备高纯纳米氧化铒的因素及机理研究

本文系统地研究了在制备高纯纳米 Er2 O3时影响颗粒大小及颗粒凝聚的各种因素 ,并对影响机理从理论上进行了探讨。同时建立了既经济又稳定的制备高纯纳米 Er2 O3的方法。本法 Er2 O3颗粒呈球状 ,粒径 2 0～1 0 0 nm ,钙、镁等杂质与原料相比降低了 70 %以上。