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.     

冷压烧结-热挤压复合工艺制备纳米SiC_P-Cu的组织、性能及耐磨性

采用冷压烧结-热挤压复合加工工艺制备了纳米颗粒SiC增强铜基复合材料,研究了SiCP/Cu基复合材料的微观组织、显微硬度、力学性能、导电性能和耐磨性能。结果表明:采用本方法可获得组织致密的纳米SiCP/颗粒增强Cu基复合材料,纳米SiC颗粒以团聚状态分布在铜基体内;SiCP/Cu复合材料具有优良的导电性能和力学性能,可进行冷轧等二次加工;该复合材料的抗拉强度则有一个先升后降的过程,当纳米SiC颗粒含量增加到10%时,无法进行热挤压加工;该复合材料的耐磨性比工业纯铜好,但是比QCu差。     

冷压烧结-热挤压复合工艺制备亚微米SiC_P/Cu复合材料的力学及耐磨性能

采用冷压烧结-热挤压复合加工工艺制备了亚微米SiC颗粒增强铜基复合材料,研究了SiC_P/Cu复合材料的微观组织、显微硬度、力学性能、导电性能和耐磨性能。结果表明:采用本方法可以获得组织致密的亚微米SiC颗粒增强Cu基复合材料。复合材料5vol%亚微米SiC_P/Cu复合材料展现出了优良的耐磨性能,是锡青铜的1.7~8倍。在复合材料磨损表面形成了高硬、SiC颗粒弥散均匀的耐磨损层。     

Ti3SiC2陶瓷颗粒表面超声波化学镀铜

钛碳化硅（Ti3SiC2）陶瓷导电材料有许多优异的性能,其摩擦系数甚至比石墨更低,完全可以取代石墨用来制备性能更加优良的铜基电接触复合材料,但是由于其与铜基体之间的浸润性不是很好,研究了利用超声波化学镀覆技术在Ti3SiC2颗粒表面均匀镀上一层连续的铜镀层。通过扫描电子显微镜对铜镀层表面形貌的观察表明：通过严格的镀前预处理工艺的优化设计以增加活化点,对传统镀液配方的调整以降低镀速,能够成功的在Ti3SiC2颗粒表面均匀镀覆一层铜微粒,改善了Ti3SiC2和铜基体间的润湿性,从而增强二者之间的界面结合力。     

SiC颗粒表面修饰对铜基复合材料性能的影响

采用粉末冶金结合化学沉积工艺制备SiC颗粒增强铜基复合材料。研究在SiC颗粒表面修饰不同金属（铜、镍）对复合材料界面结合状况的作用,并比较两种金属涂层各自对材料性能的影响。结果表明：SiC颗粒经表面修饰铜、镍后,复合材料界面结合紧密,界面结合强度提高,在基体和增强颗粒之间可以有效传递载荷,使得复合材料的相对密度、宏观硬度和力学性能获得提高。由于基体铜和镍镀层之间可以相互扩散,形成连续固溶层,从而使复合材料力学性能提升更为显著,但是由于在修饰镍过程中引入少量镍磷化合物夹杂,所以材料的导电、导热性能没有获得明显改善。     

SiC、TiB2双相颗粒增强ZL101复合材料的制备及微观组织

针对重力铸造的汽车活塞用单一SiC颗粒增强铝基复合材料拉伸性能会降低的问题,采用混合盐原位反应的方法制备出综合力学性能较好的TiB2、SiC双相颗粒增强的ZL101复合材料。利用扫描电镜对复合材料的微观组织进行观察,基体上TiB2颗粒与SiC颗粒分布比较均匀;利用拉伸试验机和硬度计对复合材料的室温力学性能进行了测试。结果表明:TiB2、SiC两相颗粒增强的ZL101基复合材料的硬度明显比单一颗粒增强复合材料提高,较基体合金ZL101硬度提高了16.9%,且制备的该复合材料比单一SiC颗粒拉伸强度略有提高。     

Al2O3弥散强化铜基复合材料的制备及物理性能的研究

采用硝酸盐分解法制备Al2O3弥散强化铜基复合材料,通过测试材料的硬度、抗软化温度和电导率,研究了Al2O3增强相对材料性能的影响。结果表明,Al2O3颗粒弥散分布在铜基体上,制备的Al2O3弥散强化铜基复合材料的强度、硬度、软化温度等远高于纯铜,具有良好的高温性能,当Al2O3含量为1．0％时,复合材料的软化温度在800℃以上、硬度达到125HB。     

TiB2+SiC混杂颗粒增强的ZL109复合材料

在原位合成工艺制备TiB2颗粒增强ZL109复合材料基础上，通过加入SiC颗粒增强铝基复合材料，制备了TiB2＋SiC混杂颗粒增强ZLl09复合材料。结果表明：TiB2颗粒在铝合金熔体中具有良好的悬浮稳定性，而且在TiB2＋SiC混杂颗粒增强铝基复合材料中，由于TiB2颗粒的存在，有效抑制了SiC颗粒的沉降行为，熔体经45min静置仍可获得颗粒分布均匀的复合材料，这使得制备高模量复杂形状零件的直接铸造成型成为可能；在TiB，＋SiC混杂颗粒增强铝基复合材料中，颗粒的混杂作用对复合材料弹性模量的提高具有协同作用，能够大幅度提高复合材料的弹性模量，其弹性模量较计算值提高14．7％；对于（10％TiB2＋10％SiC）／ZL109混杂增强铝基复合材料，经T6热处理后，材料抗拉强度可达到275MPa，弹性模量提高到105．8GPa。     

活塞用铜基SiC颗粒复合材料的制备及性能试验研究

通过制备活塞用铜基SiC颗粒复合材料,实验测试不同球磨时间下的微观组织,分析复合材料的相对密度和硬度变化。结果表明:经过球磨后,在SiC颗粒的表面粘接了较多Cu的大小颗粒,获得较好的包覆效果。随着球磨时间的延长,颗粒粒径逐步得到细化,颗粒粒径分布在0.8～5.0μm之间,而且颗粒形状更为规则,提高了包覆层的粘结强度。同时,复合材料的相对密度呈现先增加后减小的变化,硬度呈现单调增加的变化;随着SiC含量的增加,复合材料硬度表现出单调增加的变化,相对密度表现出单调减小的变化。研究结论为扩展铜基SiC颗粒复合材料的实际应用提供参考数据。     

(TiB2+SiC)/ZL109复合材料的制备及其力学性能

采用搅拌铸造和原位反应合成相结合的方法制备出(TiB2 SiC)/ZL109复合材料.对该复合材料的显微组织观测表明,SiC颗粒与TiB2颗粒分布较均匀.通过对材料的室温拉伸性能及硬度测试,发现TiB2、SiC两相颗粒增强AlSi基复合材料的硬度明显比单一颗粒增强复合材料提高,而其拉伸强度也略有提高,弥补了单一SiC颗粒增强铝基复合材料UTS降低的不足.(TiB2 SiC)/ZL109复合材料较基体合金ZL109硬度提高了34.8%.