在铜镁合金表面制备MgO/Cu复合材料内氧化层的组织和性能

采用内氧化法在铜镁合金表面制备了MgO/Cu复合材料内氧化层,研究了内氧化时间对内氧化层厚度、硬度、导电率的影响以及内氧化层的组织,并分析了铜镁合金的内氧化热力学。结果表明:随着内氧化时间延长,内氧化层的厚度和导电率均逐渐增加,硬度则先升后降;当内氧化时间为10h时,内氧化层的性能最佳,导电率为75.9%IACS,硬度为123.3HV;铜镁合金经内氧化后,固溶在铜基体内的镁以MgO的形式析出形成内氧化层,MgO颗粒弥散分布是内氧化层综合性能大幅提高的根本原因;铜镁合金内氧化热力学的临界氧分压,介于10-31 419/T+5.66和10-17 611/T+12.91之间。     

纤维涂层对Cf-Al2O3/Cu复合材料微观组织和性能的影响

为了改善增强相在Cf-Al2O3/Cu复合材料中的分布和结合,分别采用溶胶凝胶法和化学镀法对碳纤维(Cf)表面进行了镀TiO2和Cu涂层处理,并采用粉末冶金法结合内氧化工艺制备Cf-Al2O3/Cu复合材料.采用X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜、布氏硬度计和导电率测试等研究了纤维涂层对Cf-Al2O3/Cu复合材料组织和性能的影响.结果 表明:Cf和Al2O3的添加提高了复合材料的硬度,但是致密度和导电率相对于纯铜有所下降.Cf表面涂层处理保护了粉末冶金过程中Cf的结构完整性,有利于Cf在铜基体中的均匀分布,所制备的复合材料的致密度和导电率相对于无涂层状态明显提高.其中,纤维表面化学镀Cu涂层厚度均匀且连续性较好,其制备的复合材料导电率达到80 ％IACS,相比于未处理的Cf-Al2O3/Cu复合材料提高了11.9％.     

MgO/Cu基复合材料耐电弧侵蚀行为研究

采用放电等离子烧结法(SPS)制备了纳米级MgO陶瓷颗粒增强铜基复合材料(MgO/Cu复合材料),重点研究了MgO颗粒含量对其耐电弧侵蚀性能的影响,阐述了MgO颗粒在电接触过程中的耐电弧侵蚀机理。结果表明,随着MgO颗粒体积分数增加,MgO/Cu复合材料的耐电弧侵蚀性能逐渐提高,当MgO颗粒体积分数为5%时,MgO/Cu复合材料的总体质量损耗和燃弧能量均达到最低值。研究分析表明,高熔点的MgO颗粒有助于改善MgO/Cu复合材料的力学性能和耐电弧侵蚀性能。电弧侵蚀过程中,高熔点MgO颗粒的存在提高了液相铜基体的熔池粘度,减少了电弧喷溅,从而提高了MgO/Cu复合材料的耐电弧侵蚀性能。     

铜/铝固-液复合研究

利用压力条件下固-液复合法,在不同的铝液浇注温度下制备铜/铝复合材料,并对复合界面的结合性能和组织结构进行了研究。结果表明:在铜板预热温度400℃、单位压力1 000 MPa等其他条件相同的前提下,铝液浇注温度720℃时制备出的铜/铝复合材料抗拉强度最大,约为40.07 MPa;冶金复合界面层内部又分为不同的内层,且随着浇注温度的升高,内层数增加;沿着铝基体到铜基体的方向界面层各内层相分别为α-Al+CuAl2、CuAl2、CuAl,且各内层厚度逐渐减薄;拉伸断裂易发生在含CuAl2的层。     

形变热处理对Cu-1.0Cr合金组织及性能的影响

对Cu-1.0Cr合金依次进行热锻、固溶、冷轧及不同温度和时间下的时效处理,测试了不同状态下合金的硬度及电导率,并进行了微观组织观察.结果表明,在380 ℃时效时,硬度和电导率均随时效时间的延长而升高;在450 ℃时效时,硬度随时效时间的延长明显下降,电导率基本不变.Cu-1.0Cr合金的最佳时效参数为450 ℃时效6 h,获得的硬度(HB)和电导率分别为127和40.08 MS/m.微观组织研究表明,形变热处理后,在Cu基体上出现弥散分布的第二相颗粒;随着时效温度的升高和时效时间的延长,合金发生再结晶,在450 ℃时效时,再结晶使合金硬度显著下降.     

稀土对Cu-Ni-Al合金耐冲刷腐蚀性能的影响

在冲蚀试验机上模拟了耐蚀Cu-Ni-Al合金在人工海水冲刷作用下的腐蚀情况,分析了不同冲刷时间、不同海水流速下Cu-Ni-Al合金的腐蚀行为,重点研究了稀土元素对Cu-Ni-Al合金耐海水冲刷腐蚀性能的影响.结果表明,冲刷腐蚀96 h以前,腐蚀速率随着时间延长逐渐降低,96 h以后趋于稳定;海水流速对合金的腐蚀速率影响较大,5.0 m/s流速下合金腐蚀速率比1.5 m/s流速下高;相同冲刷时间和海水流速下,添加稀土后的合金腐蚀速率明显低于不添加稀土元素;1.5 m/s流速下冲刷168 h,稀土含量(质量分数)0.014 6%和0.035 2%的合金比不加稀土的合金腐蚀速率分别降低了2%和5%,在5.0 m/s流速下冲刷168 h后腐蚀速率分别降低了4%和43%;稀土添加后合金在腐蚀过程中表面钝化加快,合金的腐蚀速率降低较快,合金钝化膜质量更好.     

内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料的性能研究

采用Cu2O粉为供氧方式的内氧化法制备Al2O3／Cu复合材料。通过微观组织观察，分析了Al2O3／Cu复合材料的组织，研究了复合材料的导电性能及高温下退火后的硬度特性。研究表明，细小的Al2O3颗粒在Cu基体内的弥散分布，阻碍了位错及晶界、亚晶界运动，抑制了再结晶，从而使制备的Al2O3／Cu复合材料电导性能好，而且高温退火后仍保持较高的硬度。     

粉末冶金法制备氧化物颗粒增强Cu基复合材料

采用粉末冶金工艺制备了不同氧化物颗粒增强的Cu基复合材料,研究了Cu基复合材料的组织与性能变化,探索了不同氧化物颗粒对Cu基复合材料的增强效果和强化机理。结果表明,具有相近物理性能的氧化物颗粒增强Cu基复合材料的性能也相近,Al_2O_3和MgO粉体颗粒的物理性质相近,而Al_2O_3/Cu和MgO/Cu复合材料的性能也相近,其硬度均高于SiO_2/Cu复合材料。当颗粒体积分数为2.5%时,Al_2O_3/Cu复合材料和MgO/Cu复合材料的硬度(HB)分别为94.4和93.9。复合材料的强化机制以位错强化和颗粒复合强化为主,纳米级氧化物颗粒的钉扎和挤压过程中产生的位错等共同作用提高了复合材料的力学性能。     

制备方法对Al2O3/Cu复合材料组织和性能的影响

以纳米Al2O3为增强相,分别采用内氧化法、冷压烧结法、SPS法制备了Al2O3/Cu复合材料,测试了3种不同工艺方法制备的复合材料的性能,并通过扫描电镜观察了其微观组织.结果表明,内氧化法制备的复合材料中Al2O3颗粒在铜基体上分布较为均匀,硬度HBS最高可达115,综合性能最好;冷压烧结法制备的复合材料综合性能较差;SPS法制备的复合材料致密度和电导率较高,分别达到99.18％和55.68 MS/m,但硬度较低.     

高速电气化铁路接触导线的应用现状及研究进展

综述了高速电气化铁路接触导线的性能要求及使用现状.认为铜合金接触导线是今后发展的主要趋势,并进一步指出时效强化型铜合金和氧化物弥散强化型铜合金可作为接触导线的理想材料.