稀土Y对铜线材抗氧化行为的影响机理研究

目的 针对纯铜线材的抗氧化性能不足问题,通过稀土微合金化制备了含微量Y元素的铜线材,研究稀土Y含量对铜线材抗氧化性能的影响。方法 采用扫描电子显微镜(SEM)、EDS能谱仪和X射线衍射仪等表征手段,分析了氧化膜脱落后基体表面形貌以及稀土Y元素在氧化过程中的存在形式与氧化膜的生长过程,揭示了添加稀土元素Y提高纯铜抗氧化性能的作用机理。结果 稀土Y的引入提高了纯铜线材的抗氧化性能,在600 ℃、10 h条件下,Cu-0.03Y线材相对于Cu线材氧化增重率由0.55%降低至0.2%,降幅达63%。稀土元素Y的添加使铜线材的(100)晶面占比减少,(111)晶面占比增多,基体表面易被活化的(100)原子面占比降低,铜线材的抗氧化性能提高。在Cu-0.1Y线材中稀土元素浓度较高时发生偏聚,稀土元素与氧的亲和力大于铜与氧的亲和力,偏聚处形成不连续的稀土氧化物,使氧离子与铜离子的接触反应面积增大,相比Cu-0.03Y线材抗氧化性能降低。结论 氧化过程中稀土离子的扩散速率慢、半径大,对铜离子的向外扩散起到阻碍作用,降低了铜离子的扩散速度,提高了铜线材的抗氧化性能。     

不同Al2O3含量的Al2O3/Cu复合材料的热变形行为

为探究Al₂O₃含量对Al₂O₃/Cu复合材料热变形行为的影响，采用内氧化法制备了3种Al₂O₃含量(0.28、0.66和1.13 mass%)的Al₂O₃/Cu复合材料，通过热模拟实验对其热变形行为进行了研究。结果表明：在823、923和1223 K时，随着Al₂O₃/Cu复合材料中Al₂O₃含量的增加，复合材料的峰值应力逐渐增大；显微组织观察发现，由于1.13 Al₂O₃/Cu复合材料内动态软化积累程度最大，导致其在1023和1123 K下出现了峰值应力下降现象。经热挤压后，在热变形过程中Al₂O₃/Cu复合材料的软化效果以动态回复为主。同时，发现0.28 Al₂O₃/Cu和0.66 Al     

TiB_2含量对TiB_2/Cu复合材料抗电蚀性能的影响

以纳米级TiB2粉体为增强相,采用粉末冶金法制备了不同TiB2含量的TiB2/Cu复合材料,用JF04C型电接触触点材料测试系统研究了TiB2含量对复合材料抗电蚀性能的影响,并采用扫描电子显微镜观察了复合材料的电弧侵蚀形貌。结果表明:随着TiB2含量的增加,复合材料的燃弧能量逐渐降低,整体抗电蚀性能提高,复合材料表面电弧侵蚀熔化程度减轻。     

粉末冶金法制备纳米MgO颗粒增强铜基复合材料

采用粉末冶金法制备了不同体积分数的纳米MgO颗粒增强铜基复合材料,测定了MgO/Cu复合材料的密度、硬度和电导率,并进行了微观组织观察。结果表明,随着MgO颗粒含量的增加,MgO/Cu复合材料的密度和电导率降低,硬度先升高后降低,当MgO体积分数达到2.5%时,综合性能最好。微观组织观察表明,热挤压后,增强相颗粒弥散分布在铜基体上;随着增强相体积分数的增加,颗粒出现团聚并聚集在铜基体晶界处。     

球磨工艺对新型(TiCp+GNPs)/Cu复合材料组织和性能的影响

采用粉末冶金法与原位内生法结合制备了(TiC_p+GNPs)/Cu复合材料,利用扫描电镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射(XRD)等研究了球磨时间、球磨速度以及球料比对(TiC_p+GNPs)/Cu复合材料微观组织、致密度、导电率以及硬度的影响。结果表明：当球磨时间为15 h、球磨速度为50 r/min、球料比为3∶1时,(TiC_p+GNPs)/Cu复合材料组织致密均匀,综合性能良好,导电率达到67.3%IACS,硬度达到71 HBW,致密度达到99.6%。微观组织观察表明：烧结过程中GNPs与Ti粉发生化学反应,在GNPs与Cu基体的界面处生成纳米级TiC颗粒,有助于进一步提高铜基复合材料的力学性能。     

纯铜组元对Al2O3弥散强化铜变形性能的影响

为改善Al₂O₃弥散强化铜的变形性能，通过向弥散强化铜中加入软质相纯铜组元，研究纯铜组元对弥散强化铜烧结坯变形性能的影响。对弥散铜烧结坯进行热压缩变形实验，获得了其不同热变形条件下的真应力应变曲线，建立了基于双曲正弦本构关系Arrhenius流变应力模型的本构方程，并计算获得热激活能值Q与应变速率敏感系数值m;对热挤压试样，进行室温性能检测和微观组织表征。结果表明：加入纯铜组元后，弥散铜烧结坯应力应变曲线峰值应力下降，曲线走势波动减弱，变形试样缺陷减少，热激活能Q降低，变形难度下降。应变速率较低时，纯铜组元的加入使得m值增加，弥散强化铜的塑性变好；应变速率较高时，纯铜组元的加入加剧基体软硬相不协调变形，m值降低，塑性变差。纯铜组元的加入使热挤压弥散铜的强化相浓度降低，硬度下降，导电率提升，晶粒变大。     

服役参数对Cf-Al2O3/Cu复合材料摩擦磨损性能的影响

为探究不同服役条件下C_f-Al₂O₃/Cu复合材料的摩擦磨损性能,采用QG-700型摩擦磨损试验机对其进行了在不同载荷和线速度条件下的摩擦磨损实验,分析了C_f-Al₂O₃/Cu复合材料的摩擦磨损性能和磨损机理。结果表明：载荷和线速度对C_f-Al₂O₃/Cu复合材料的摩擦磨损特性有显著影响,在实验范围内,在载荷为10 N及线速度为0.59 m/s条件下,5C_f-Al₂O₃/Cu复合材料的摩擦磨损性能最佳,其摩擦系数和磨损率分别为0.45和1.488×10^-5 mg/m。摩擦过程中在复合材料摩擦表面产生的机械混合层有利于摩擦副之间的润滑。随着载荷增大,机械混合层减少,C_f-Al₂O₃/Cu复合材料的磨损加剧,基体塑性变形程度增大;随着线速度的增...     

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.     

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。