MoS_2含量对Cu/Cu-MoS_2功能复合材料组织及性能的影响

采用真空热压法制备不同MoS2含量的Cu/Cu-MoS2功能复合材料,测定其密度、硬度和电导率,并用MMU-5GA微机控制真空高温摩擦磨损试验机测试其摩擦磨损性能,通过扫描电镜对试样显微组织及磨损形貌进行观察,并进行能谱分析。结果表明:通过真空热压法制备的功能复合材料组织均匀、过渡层明显,Cu层与耐磨层的过渡平稳,界面结合强度较高;烧结过程中,Cu与部分MoS2发生反应,烧结产物主要为复杂的CuS-Mo化合物及单质Mo;随着MoS2含量的增加,材料的电导率和密度下降,硬度及耐磨性提高;单质Mo及MoS2对材料的耐磨性影响较大,当耐磨层含3%质量分数的MoS2时,功能复合材料的电导率与耐磨性有较好的配合。     

SiC的添加对AlN/Mo/SiC复合陶瓷的制备和性能影响探究

以氮化铝(AlN),钼(Mo),碳化硅(SiC)为原料,采用放电等离子烧结的方式,在1700℃,30 MPa制备出致密度高达98.5％的SiC添加的AlN/Mo复合陶瓷.采用XRD,FESEM,Agilent4284型LCR自动测试仪,网络分析仪及激光导热仪对样品的微观形貌,导电性能,介电性能和热导率进行了测试分析.研究结果表明:采用放电等离子烧结工艺,在较低的温度下可以制备出组织致密均匀的AlN/Mo/SiC复合材料,但随着SiC添加含量的增加,当SiC的体积含量占到总体的60％时,复合材料的致密度又会出现明显的下降.添加SiC后,相对于AlN/Mo复合陶瓷,复合材料的电阻率得以进行有效的控制,不会出现非线性突变-渗流现象,而是在一定的范围内缓慢下降.在26.5～40.0 GHz下复合材料的介电常数和介电损耗均随着SiC含量的增加而增加.复合材料的热导率随着SiC含量的增加而下降:当致密度高于某临界值时,其热导率主要受SiC含量及其分布状态的影响,随着SiC含量的增加呈缓慢下降的趋势;而当致密度低于临界值后,致密度成为热导率的决定性因素,使得复合材料的热导率随着致密度的降低快速下降.     

导电颗粒Mo对AlN/Mo复合陶瓷性能的影响

以氮化铝、钼为原料,CaF2为烧结助剂,在氮气气氛下,采用无压烧结方式制备了致密度高于98%的AlN/Mo复合微波衰减陶瓷。采用XRD,FESEM,网络分析仪及激光导热仪对样品的微观结构、介电性能及热导率进行测试分析。结果表明:样品的致密度随着Mo含量的增加逐渐增大。电阻率的变化符合渗流理论,渗流阈值在Mo含量为23%附近。介电常数和介电损耗均随着Mo含量的增加而增加。复合陶瓷的热导率受致密度和Mo含量两个因素的影响,当致密度低于某临界值时,热导率随着致密度的增加而增加;当致密度超过临界值后,复合陶瓷的热导率主要受Mo含量的影响,随着Mo含量的增加,热导率逐渐减小。在烧结温度为1720℃时,Mo含量为5%的复合陶瓷的热导率为114.6 W.m-.1K-1。分析了复合陶瓷的显微结构与导热理论。     

制备工艺对B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料力学性能的影响

采用热压法制备了10%(质量分数)TiC/4.7%(质量分数)Mo增强B4C基陶瓷,分析了烧结温度、保温时间和烧结压力对力学性能的影响.烧结温度由1 800℃提高到1 900℃时,复合材料的抗弯强度由590MPa提高到705MPa;当烧结温度升至1 950℃,强度反而下降;硬度和韧度随烧结温度升高而提高.在烧结温度为1 900℃压力为35MPa保温时间由15min提高到45min时,抗弯强度由600MPa提高到705MPa;进一步增加保温时间,抗弯强度随保温时间的增加而下降;硬度和韧度随保温时间延长而提高.烧结压力对复合材料力学性能的影响较小.当烧结参数为1 900℃、45min、35MPa,B4C/TiC/Mo陶瓷复合材料抗弯强度、硬度、断裂韧度、相对密度分别为705MPa、20.6GPa、3.82MPa·m1/2、98.2%.     

W/Mo/石墨复合靶材的制备与研究

通过粉末冶金技术,采用真空高温热压烧结工艺,制备了W/Mo/石墨复合靶材,并对其显微组织、结合状态、密度和硬度等性能进行了测试,结果表明在1700℃,保温4 h,采用Zr,Ni,Tj混合粉作为粘结剂,热压条件下制备的W/Mo/石墨复合靶材,组织致密均匀,W,Mo层过渡平缓,结合界面良好,结合强度高.Mo层的硬度达到Hv250左右.     

烧结温度对W/Mo双金属材料显微组织及力学性能的影响

本文首先通过粉末冶金技术,采用不同的真空烧结工艺制备出W/Mo双金属材料,然后对其显微组织、密度、硬度和结合状态进行了测试。结果表明:将W粉、Mo粉铺层以485MPa的压力冷压成形后,在1600℃、10-3 Pa真空度下烧结2～4h可以制得满足一定条件的W/Mo双金属材料。该W/Mo双金属材料的性能受烧结温度的影响,烧结温度越高得到的W/Mo双金属的密度、强度越高,结合面越平整。     

TiC含量对TiCp/M2高速钢复合材料性能的影响

采用高能球磨法制备了TiCp/M2高速钢复合粉末,并利用放电等离子烧结(SPS)技术制备出不同TiC含量的颗粒增强M2粉末冶金高速钢复合材料(TiCp/M2)。测试了粉末粒度分布,观察了粉末形貌及其烧结试样的显微组织,检测了烧结试样的密度、硬度、抗弯强度及摩擦磨损性能,并探讨了复合材料的磨损机理。结果表明:球磨20h后,粉末形态由近似椭球形转变为不规则形状;放电等离子烧结后复合材料的显微组织均匀细小,晶粒平均尺寸小于2μm,M6C型碳化物平均尺寸小于1μm;致密度、抗弯强度随TiC含量的提高而有所降低,硬度在TiC含量为10%时达到最大值59HRC;TiCp/M2试样的磨损量随着TiC含量的增加呈现先下降后上升的趋势,当TiC含量为10%时复合材料具有最佳的耐磨性能,其磨损量约为基体材料的1/3。     

烧结温度对石墨/铜复合材料微观组织与性能的影响

通过超声波分散结合机械球磨湿磨法对铜粉和石墨粉进行混料,利用放电等离子烧结（SPS）技术制备石墨/铜复合材料。运用扫描电镜（SEM）、X射线衍射仪（XRD）和电导仪等表征手段,研究了烧结温度对石墨/铜复合材料的微观组织与性能的影响。结果表明:超声波分散和机械球磨湿磨法可使石墨均匀分散于铜基体,并与铜基体形成良好的界面结合。当烧结温度从700 ℃升高到750 ℃,石墨/铜复合材料的相对密度、维氏硬度、抗压强度和电导率分别提高了1.6%,6.7%,11.3%和5.3%;当烧结温度从750 ℃升高至900 ℃时,其相对密度、维氏硬度、抗压强度和电导率均呈现下降趋势。当烧结温度为750 ℃时,石墨/铜复合材料组织均匀致密,平均晶粒尺寸约为6.4 μm,相对密度为96.3%,维氏硬度（HV_0.5）为60.7,抗压强度为422 MPa、电导率为86.7%IACS,综合性能较优。      

基于MoSi2／316L不锈钢连接的烧结工艺及其梯度过渡层优化

采用放电等离子烧结(SPS)技术,以MoSi2/316L不锈钢梯度材料作为过渡层连接MoSi2 与316L不锈钢,优化了具体的连接工艺和梯度过渡层.结果表明优化得到的连接工艺为:以100 ℃·min-1速度升温至1000 ℃,保温10 min,再以6 ℃·min-1速度冷却至600 ℃后随炉冷却.其中升温时的烧结压力为50 MPa,降温时为40 MPa;优化得到的梯度过渡层结构为:梯度层层数n=7,梯度层厚度d=0.8,梯度层各层MoSi2的体积分数分别为:40%,50%,60%,70%,80%,90%,95%;利用优化后的梯度过渡层结构和连接工艺,经SPS烧结可实现MoSi2与316L不锈钢的连接.梯度层组织致密、均匀,界面结合良好,未出现明显的裂纹或其他缺陷.     

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。     

TiC_p/30CrNi4Mo复合材料的制备及其摩擦磨损性能

采用高能球磨与热压相结合的方法制备含体积分数30%TiC增强颗粒的30CrNi4Mo复合材料,观察复合材料的显微组织、颗粒分布情况,检测复合材料的力学性能,并探讨复合材料在不同状态下的摩擦磨损行为。结果表明:50 MPa压力下,1 100℃热压烧结获得的复合材料中TiC颗粒较均匀地分布在基体中,与基体结合牢固,基体为珠光体、铁素体以及少量残余奥氏体;复合材料相对密度达97.6%,密度仅为6.83 g/cm3,抗拉强度达1 083MPa,伸长率为1.0%,硬度为53 HRC;高含量TiC颗粒的加入可极大提高TiCp/30CrNi4Mo复合材料的耐磨损性能,干摩擦和油摩擦条件下都表现出了优异的耐磨损性能,且在高速高载荷下显示了更为显著的优势,200 N载荷下400 r/min干摩擦30 min,TiCp/30CrNi4Mo复合材料的质量磨损量仅为铸态30CrNi4Mo材料的1/16左右;400 N载荷下200 r/min干摩擦30 min,TiCp/30CrNi4Mo复合材料的质量磨损量仅为30Cr Ni4Mo的1/10左右。干摩擦时载荷增加,TiCp/30Cr Ni4Mo复合材料的摩擦因数先上升后下降,随滑动速度增加,摩擦因数减小。干摩擦时,在不同载荷和滑动速度下,TiCp/30CrNi4Mo复合材料主要表现为轻微的磨粒磨损,显示出良好的耐磨损性能。     

少量Mo添加对Fe-0.5Mn-0.5C烧结钢组织和力学性能的影响

采用粉末冶金方法,经1 150℃、H2气氛烧结1 h制得Fe-0.5Mn-xMo-0.5C(x=0,0.25,0.4,0.5)合金。通过金相组织观察、扫描电镜分析及力学性能测试,研究Mo添加对Fe-0.5Mn-0.5C烧结钢显微组织和力学性能的影响规律。结果表明:添加少量的Mo(≤0.5%,质量分数)可以同时提高Fe-0.5Mn-0.5C的烧结密度、抗拉强度、硬度和伸长率。当Mo含量为0.5%时,烧结体的烧结密度、抗拉强度、硬度和伸长率分别达到最大值7.10 g/cm3、426 MPa、92.2 HRB和7.58%。Mo可促进Fe-0.5Mn-0.5C坯体的致密化过程,随Mo含量增加,烧结体的显微组织中珠光体数量增加,片层间距减小;断口形貌图中解理面面积减小,韧窝数量增加。     

SPS工艺对CuCr/CNTs复合材料组织性能的影响

放电等离子烧结(SPS)工艺可以实现快速烧结成型,且制备出的复合材料致密度高、硬度高、导电和导热性能好、晶粒尺寸均匀.在采用化学气相沉积(CVD)法原位合成分布均匀的CuCr/CNTs复合粉末的基础上,运用不同的SPS工艺制备CuCr/CNTs复合材料.利用扫描电子显微镜、偏光显微镜、数字金属导电率测试仪、微拉伸试验机、显微硬度计等对其组织性能进行表征.结果表明,当烧结温度为750℃,烧结压力为45MPa,烧结时间为10min,升温速率为80℃/min时,制备的CuCr/CNTs复合材料的组织和性能较佳,导电率、硬度和抗拉强度分别为86.8%IACS、95.8(HV)、178MPa.     

纳米AlN颗粒弥散增强铜基复合材料的制备及性能研究

本文采用高能球磨结合放电等离子烧结法制备了含不同质量分数AlN的AlN/Cu复合材料。研究了AlN质量分数对AlN/Cu复合材料微观形貌、相对密度、显微维氏硬度、拉伸强度、延伸率及导电性能的影响。结果表明:当AlN质量分数1.0%时,随着AlN质量分数的提高,复合材料的硬度、抗拉强度提高,断后伸长率、电导率降低。但当AlN质量分数为1.0%时,AlN/Cu复合材料相对密度为97.8%,显微硬度和抗拉强度分别达到了HV 119.5和259.7 MPa,电导率为49.30 mS·m~(-1),综合性能达到最优。     

SPS法制备Al2O3/Cu复合材料研究

将纳米级A12O3以体积分数为1％的配比与微米级Cu粉混合均匀后,采用放电等离子烧结(SPS)法,分别在750、800和850℃进行烧结制备复合材料;将同样的混合粉末采用冷压烧结制备复合材料作为对比.分别测试材料的密度、硬度、导电率,并进行SEM扫描电镜分析.结果表明:在所选择试验参数下,烧结温度为800℃ SPS烧结试样具有最高的相对密度,达到99.17％,硬度与导电率也最高;与冷压烧结制备的材料相比,SPS法制备的试样硬度和导电率更高;SPS烧结试样晶粒均匀细小,并出现了孪晶.     

高温烧结-旋锻对喷涂W/Mo棒结构和性能的影响

采用等离子喷涂在金属钼棒表面沉积W涂层,对所得W/Mo棒进行高温烧结-旋锻处理,观察处理前后沉积层、基体及界面的显微形貌,测试W涂层与Mo基体的晶粒度、相对密度和显微硬度,研究高温烧结-旋锻处理对W/Mo棒结构与性能的影响。结果表明:高温烧结-旋锻后,W沉积层的相对密度达到98.5%,比处理前提高了15.9%,显微硬度为620.4HV0.025,提高了81.6%;而Mo基体的相对密度为99.5%,提高了0.71%,显微硬度为244.5HV0.025,降低了4.8%;W沉积层晶粒长大不明显,外部晶粒轴向拉长最明显,中部次之,内部几乎没有变形;而Mo基体晶粒明显长大至300μm,变形程度比W显著;此外,W/Mo界面高温烧结后形成100μm的大小晶粒过渡区,旋锻后没有出现明显的裂纹。     

电子封装用注射成形Mo/Cu合金烧结工艺的研究

本文采用粉末注射成形工艺制备电子封装用Mo/Cu合金 ,重点研究了烧结工艺 ,分析了烧结过程中的烧结温度、时间对烧结密度、微观组织和热导率的影响规律。研究表明 ,随着烧结温度的升高 ,材料密度不断增加 ,但当温度大于 14 5 0℃时 ,密度反而下降。材料经 14 5 0℃ 3h烧结达到了 98%的相对密度 ,热导率为 15 8W /(m·K)。     

Mo与4340不锈钢真空扩散焊接的研究

采用了真空扩散焊接方法对Mo和4340不锈钢进行直接焊接和在中间加入Ni过渡层进行焊接。使用电子扫描显微镜和X射线能谱分析方法对两种焊接接头微观组织、元素分布进行分析,并对接头的硬度分布和剪切强度进行测试。结果表明:在Mo和4340不锈钢直接真空扩散焊接时,由于生成了硬脆性的Fe-Mo金属间化合物,接头扩散层硬度高达480 HV,而接头的剪切强度仅为90 MPa。当加入Ni箔过渡层进行真空扩散焊接时,可以得到质量更好的接头,接头扩散层的硬度降低到365 HV,降低了硬度梯度,使得剪切强度提高到196 MPa。本研究进一步拓宽了Mo的应用领域,对Mo与其他异种金属连接的研究提供了方法参考。     

反应球磨热压烧结制备SiC_p/Cu复合材料的耐磨性能研究

以粒度均不大于37μm的Si粉、石墨粉和铜粉为原料,采用反应球磨热压烧结制备了SiC颗粒增强铜基复合材料。采用金相显微镜、SEM等分析手段对制备的复合材料进行组织观察,并对其进行硬度、致密度和耐磨性测试。结果表明,增强相除少量团聚外在基体上均匀弥散分布,增强相与基体相结合良好。铜基复合材料硬度随着增强相含量和烧结温度的升高而变大,增强相含量的影响比烧结温度的影响更显著,铜含量90%时材料的硬度达到135.16 HV,相比纯铜硬度提高了98.88%。材料致密度随烧结温度升高而升高,增强相含量较高时较为显著。随着增强相含量的升高材料的致密度和磨损率均下降。铜含量90%时材料的磨损率为铜含量95%材料磨损率的35%。     

放电等离子烧结制备TiC_p/M2高速钢复合材料

采用高能球磨法制备TiCp/M2高速钢复合粉末,并通过放电等离子烧结(SPS)制备TiC颗粒增强M2高速钢复合材料(TiCp/M2)。研究SPS工艺参数对复合材料的致密化规律、显微组织和力学性能的影响。结果表明:SPS可以实现TiCp/M2高速钢复合粉末的低温快速致密化;复合材料的相对密度、硬度和抗弯强度随烧结温度的提高均呈现先增大后减小的趋势。在1040℃烧结时,增大压力或延长保温时间,TiCp/M2复合材料的相对密度、硬度和抗弯强度均有所提高,在50MPa压力下保温10min所制备的TiCp/M2高速钢复合材料具有最佳综合性能,其M6C型复合碳化物的平均粒度为0.8μm,相对密度、硬度和抗弯强度分别为98.9%、HRC57和1685MPa。