铜基MoSi_2/Cu复合材料弥散强化合金的制备工艺研究

【摘要】弥散强化铜基复合材料具有好的导电性和高温性能,广泛应用于汽车、电子工业等领域。金属硅化物MoSi2具有硬度高、热膨胀系数与铜相近等一系列优点,且本身具有好的导电导热性,对铜的导电性影响较小,因此可以作为铜的强化相。因此,本文对MoSi2/Cu复合材料的制备与性能进行了初步的研究。主要工作内容及获得的研究结论如下：首先,采用无水乙醇作为助磨剂,对MoSi2粉体进行了分散细化,再加入Cu粉采用机械球磨法制各了MoSi2/Cu复合粉体,随后采用热压烧结技术制备了MoSi2/Cu块体复合材料。其次,采用激光粒度分析仪、X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)等分析仪器对MoSi2粉体在球磨过程中的颗粒度和微观结构随球磨时间的变化进行了研究；第三,对MoSi2/Cu复合粉体的形貌特征及其微观结构变化进行了研究；最后,对MoSi2/Cu烧结试样的力学性能、电学性能等进行了分析和研究。试验结果表明,球磨100h后MoSi2粉末没有发生物相转变,球磨100h后只有粒径和颗粒形貌发生变化,其颗粒尺寸由13.634μm减小到0.140μm,粒度分布曲线呈现亚微米区和纳米区共存的双峰特征；晶粒尺寸和显微应变呈逆变关系,平均晶粒尺寸为14.2nm。试验发现,复合粉体在球磨过程中表现出先形成机械包裹体再破碎细化的演变过程。球磨60h复合粉体性能达到最佳,Cu的晶粒尺寸由最初的54.3nm减小到14.4nm,MoSi2的晶粒尺寸由最初的69.4nm减小到24.1nm,继续球磨变化不大。对比发现,热压烧结试样的各项性能均优于常压气氛保护烧结;采用热压烧结工艺可以制备出性能较好的MoSi2弥散强化铜材料；随着MoSi2含量的增加,各试样的致密度和导电率呈下降趋势,硬度和抗拉强度表现出先升高后降低的趋势,试验制备得到2%MoSi2弥散强化铜材料具有较好的综合性能,其相对密度97.44%,电导率68.42%IACS,硬度HV142,强度356.21MPa。本课题为拓宽弥散强化铜合金研究领域进行了探索性研究,但其制备工艺及增强相界面润湿性有待进一步研究。
【作者】何建军；
【导师】赵荣珍；肖萍；
【作者基本信息】兰州理工大学，机械工程，2014，硕士
【关键词】弥散强化铜；MoSi2/Cu；机械球磨；烧结；性能；

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