siccu金属陶瓷复合材料的研究

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1、郑州大学硕士学位论文摘要SiC／Cu金属陶瓷复合材料作为“结构一功能一体化“材料，具有优异的力学性能和良好的导热导电性能，具有非常广泛的发展前景，可作为航天飞机高导热机身材料、电接触材料或热交换器、耐磨片等。本研究选用工业生产的微米SiC颗粒(平均颗粒尺寸为10啪)，分别采用非均相沉淀法中还原一旋转沉淀法等工艺方法将Cu包裹到SiC颗粒表面；分析了原始SiC颗粒尺寸及其分布、反应温度、CuS04溶液饱和度等对颗粒包裹效果的影响；通过DSC．TG联用技术了解复合粉体在加热过程中的物理和化学变化行为，对复合粉体进行真空热压烧结工艺研究，制各了致密的、结构均匀的SiC／C

2、u金属陶瓷复合材料；分别采用XRD、SEM、EDS等手段对样品进行表征。对影响SiC．Cu界面结合的有关因素进行了探讨；通过对SiC／Cu复合材料的显微断口形貌研究，对SiC／Cu复合材料的断裂机制有了深入的研究；同时也对SiC／Cu复合材料的电学性能进行测定，初步了解了在低温和高温下SiC／Cu复合材料不同的导电机制，为进一步开发SiC／Cu复合材料在实际中的应用提供了参考。结果表明，采用非均相沉淀方法，可以将Cu包裹到纳米SiC颗粒表面，获得的复合粉体中SiC$1]Cu两相之间的混合均匀。根据DSC-TG的测试结果，SiC／Cu复合粉体的最佳烧成温度控制在900

3、℃以下比较合适。采用热压烧结得到的最佳工艺为：烧成温度为700"C，压力为40MPa，保温时间5min，可制得高致密的SiC／Cu复合材料。SiC／Cu复合粉体中的Cu20在烧结过程中分解。制备的SiC／Cu复合材料两相分布均匀，呈“核一壳”结构，核心为SiC颗粒，壳层则是由纳米Cu微晶构成。SiC／Cu复合材料的显微硬度显著增强，35SiC／65Cu(体积比1复合材料的显微硬度达到1300MPa，是纯铜的1．73倍，抗弯强度随SiC含量增加而降低。SiC／Cu复合材料的电阻率随SiC含量增加而增大，在低温下(<400。C)，SiC／Cu复合材料的电阻率与温度成线性

4、关系，主要体现为金属导电机制，在400。C到500℃区间，电阻率呈平缓的趋势，表现为半导体导电机制，这是SiC／Cu金属陶瓷复合材料的一个突出性能。关键词：SiC／Cu复合材料，力学性能，电性能。郑州大学硕士学位论文摘要AbstractTheSiC／Cucompositeisoneofthe“structural-functional”materials．Itshowsgoodmechanicalpropertiesandveryhighthermal，highelectricalconductivityetc．ItCanbeextensivelyappliedin

5、manyindustrialfields，suchasaerospacevehicles，electriccontactmaterialsinsemi—conductivedevices，heat—exchangers，abrasiveplates，etc．Inthisstudy，theindustrialc【-SiCparticles(inaveragediameterof10“m)werecommerciallyavailable．Theheterogeneousdepositionmethodwascarriedouttocoatthellano—copper

6、ontheSiCparticles．TheinfluencesoftheoriginalparticlesizedistributionofSiCparticles，temperature，andtheconcentrationofinitialCuS04solutiononthecoatingprocesswereinvestigated．ThecombinedDSC-TGtechniquewasusedtodetectthethermo-dynamicbehaviorofthecoatedSiC／Cu(Cu20)powders．Hotpressingtechni

7、quewascarriedouttosintertheSiC／Cucomposites．XRD，SEM，EDStechniqueswereusedtocharacterizethesamples．TheSiC—Cuinterfaceandtheinfluentialaspectswereanalyzed．Theelectricpropertiesweremeasured．Itwasfoundthattheheterogeneous—depositionmethodwasthedesiredwaytoachievethecoatedSiC／Cucompositep