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1、第卷第期兵器材料科学与工程年月,’纳米相增强铜基复合材料制备技术的研究进展丁俭,赵,师春生,乃勤何春年天津大学材料科学与工程学院,天津仪、、大塑性变形法、机械合金化法、、特点和研究现摘要综述了原位反应合成法内氧化法粉末冶金法类制备工艺的机理。,,,、,状原位反应合成法具有浸润性好界面清洁等优点但制备工艺成本高不适于规模化生产内氧化工艺简单成本低但,界,容易造成组织缺陷大塑性变形工艺可制备粒度可控性好面清洁的复合材料但粒度分布不均匀机械合金化工艺简、,,、、,单易行产量高但粒径分布宽易混人杂质粉末冶金工艺制得的产品界面反应少分布均匀可以进行机加工但生产工艺复杂、
2、,。最后。成本高复合材料界面容易受到污染还探讨了纳米相增强铜基制备技术未来的发展趋势关锐词纳米铜基复合材料制备技术中圈分类号文献标识码文章编号抖一〔一以巧一以仆一加衅刀,刀注一,万了一,一石‘五肌万召罗,,叉,械,,雌,,,,卿罗一,邓而铭一,脚邵罗,,尹卯卿,,·,花,,铜基复合材料不仅强度高导电导热性与纯铜相近,而且还具有良好的抗电弧侵蚀、抗腐蚀能力及纳米增强相的种类,’。,、、〔」较高的强度是一种具有广泛应用前景的新型材料纳米增强相的种类繁多有各种陶瓷玻璃金、,、、,随着电子汽车和冶金工业的发展对这类高强度高刚石石墨等按照形态分类主要有纳米纤维和纳米,。
3、、、导电铜基复合材料需求越来越迫切选用最佳增强相颗粒它们由于在尺寸形状物理化学性质上有很大,、和制备方法制备出性能更优良的高强度高导铜基复的差别有时必须通过增强相表面处理优化铜合金。、合材料是当前铜基复合材料发展的迫切要求成分优化工艺参数或工艺方法的途径来解决制造技。纳米相增强铜基复合材料是近年来发展起来的术的难题,裹部一种新型材料是由纳米相均匀地分散在铜或铜合分增强相的性能参数。恤触代别,们加代金基体中而形成的由于纳米分散相具有大的表面耐帅一,,增强相密度’一膨胀系数爪强度加弹性模量积和强的界面相互作用纳米相增强铜基复合材料,名表现出不同于一般颗粒或纤维增强
4、铜基复合材料的刃护一仪、、、,、比护刁力学热学电学磁学和光学性能其比强度模、、、,护斌月量耐磨性导电导热性能等均有大幅度的提高是,护名一种全新的高技术新材料具有广阔的商业开发和应。加护书用前景一一一一收稿日期修回日期作者简介俭一,女,博士研究生,一,电话一兵器材料科学’程弟卷、、厂,,选择增强相的参数包括弹性模量抗拉强度密寸为其挤压棒材的电导率和硬度与传统度、膨胀系数、热导率、具体选择时要将该复合材料用的内氧化一浑艺相媲美、一途、性能、生产艺及成本等因素综合起来考虑表内氧化法〕列出了常用的一些陶瓷颗粒增强相的性能参数,。,是一勾氧化法使合金雾化粉末在高温氧化气
5、氛中发生内氧化,使合金儿素转纳米相增强铜基复合材料的制备技术,化为氧化物然后在高温氢气气氛中将氧化的铜还原原位反应合成法鹉来形成铜’氧化物的混合体,最后在一定压力下原位反应合成一,了技术近年来作烧结成型该丁艺简单、成本低、有利于规模生产。但为一种突破性的金属基复合材料合成技术而受到国是,用内氧化法制备的颗粒增强基复合材料中,由。,内外学者的普遍重视增强的基本原理是在金属基体干滞留存内部的氧化剂难以完全消除容易造成裂中加人或通人能生成第二相的合金元素或化合物,在狡、空洞、夹杂等组织缺陷,因而对复合材料的性能产,一定温度下在金属基体中发生原位反应形成原位复牛一定的
6、影啊目前研究最多的就是一系的内氧。合材料原位反应合成技术基本上能克服其它工艺通,一化也有报道合金的内氧化一,飞常出现的系列问题如克服基体与增强体浸润不’一李玉桐用合金水雾化粉末经内氧化,,,,良界面反应产生脆性层一一特别是增强相极难进行复制得纳米几复合粉末再经等静压压坯烧,合问题等其次在基体中反应生成的增强相热力学、一,结热挤扭冷轧或热拔制成铜基复合材料电镜观,一稳定并具有优良的力学性能增强相与铜基界面无杂察发现,一颗粒平均尺寸为,,均匀分布对位,,。,质污染能显著改善材料中两相界面的结合状况使错有明显的钉扎作用性能测试结果表明该复合材材料具有优良的热力学稳定
7、性另外,原位反应省去料一与美国叩一同样成分的材料性能基本相同了,,,’,增强相的预合成简化了工艺降低了成本因而在中玉田等通过对内氧化介质的优化选择制备了其开发新型纳米增强铜基复合材料方面具有巨大的潜有高强度高电导率和高耐热稳定性的弥散强化型。一、。,力工艺上可明显克服公司内氧化法艺复杂生一们几复合材料材料经冷变形后抗拉强而。一,,产成本高的不足困但原位合成也有诸多不足侧如增,是度达电导率为理论电导率的一,,一、强颗粒只限于特定基体中的热力学稳定的粒子颗粒再经退火处理后’在的、、,大小形状受形核长大过程的动力学控制而且工艺热变形条件下,一材料的高温抗压强度为,,
8、,,、性差制备成本比现有工艺高不适于规
