熔渗法制备纤维结构Mo-Cu复合材料的研究

【摘要】本文对纤维结构钼铜复合材料的制备方法、宏微观组织结构、机械物理性能展开研究，以钼纤维为原料，经无纺技术精细编织获得钼纤维毡，并采用酸处理工艺结合模压成形制得3D钼纤维预制体；再以此作为基体相，通过预烧结处理，并采用熔渗工艺，最终得到一种纤维基体相结构的钼铜复合材料；进一步以钼粉为原料，采用相同制备工艺制得常规钼铜复合材料，由此对比研究。本文作者主要得到的结论如下：（1）采用模压压制获得的钼纤维预制体，可形成较宽范围的孔隙度，其致密度与压制压力近似呈线性关系，且在压制压力为80MPa下，钼纤维预制体的致密度达到最高84.25%，纤维预制体比常规钼粉坯具有更为优越的压制特性。（2）经压制压力为40MPa下得到的钼纤维预制体，采用不同预烧结工艺，经预烧后得到的微观组织形貌达致密化的效果；随预烧温度的升高，预制体的体积收缩率仅在1.14%~3.15%范围内，且满足Arrhenius方程；在预烧温度为1450℃时，得到预制体的致密度达到最大值74.05%，比预烧前增加了3.12%，同时其体积收缩率也相应达最大值3.15%。（3）未经预烧结处理的钼纤维预制体采用熔渗工艺，获得的钼铜复合材料具有致密均匀、特征明显的纤维结构组织；同时钼纤维预制体高温烧结后能保持一定的孔隙度和孔径形状，从而可得到钼含量不同的钼铜复合材料。获得的钼铜材料的致密度均大于99%；且随压制压力的增大，复合材料的密度及致密度均呈上升趋势；同时钼铜复合材料的硬度随钼质量分数增加而相应增加，而其电导率呈相反趋势；在钼质量分数为84.77%，材料的致密度和硬度均达最高，分别为99.43%与226.7HV，相应电导率为16.5MS/m。（4）经预烧结处理的钼纤维预制体采用熔渗工艺，获得的钼铜复合材料仍保持纤维结构特征，且钼铜两相界面处紧密、平整；相比未预烧结处理的预制体获得的钼铜材料，预烧后的界面处的微孔及铜相中的孔洞均较少，同时，铜相基本没有发生氧化，钼含量的氧化也较少。随预烧温度的增大，获得的钼铜复合材料的密度与致密度，及其硬度均呈下降趋势，而其电导率基本持平。钼纤维预制体在1250℃预烧温度下，获得的钼铜材料的组织及机械物理性能最优，其致密度为99.65%，硬度为216.1HV，电导率为17.1MS/m，均高于同压制压力下，未经预烧结预制体得到的钼铜材料的机械物理性能。（5）在压制压力为40MPa下，钼纤维预制体采取预烧温度1250℃保温1h，熔渗温度1270℃保温1.5h，制得的纤维结构钼铜复合材料的组织与机械物理性能均优于相同制备工艺下采用钼粉制得的常规钼铜复合材料的组织与性能。
【作者】王婕丽；
【导师】林文松；
【作者基本信息】上海工程技术大学，材料加工工程，2014，硕士
【关键词】纤维结构；钼铜复合材料；钼纤维预制体；熔渗；

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