Cu-纳米Al_2O_3复合粉体湿法制备技术及其烧结体的组织性能研究

【摘要】： 本论文研究纳米Al_2O_3陶瓷颗粒增强铜基复合材料的制备技术，组织，性能，磨损行为及机理。研究路线为：选用纳米级Al_2O_3陶瓷颗粒作为增强相，在超声波的环境中用化学镀的方法完成对纳米Al_2O_3陶瓷颗粒表面的金属铜包覆，采用热压烧结成型技术以复合粉末为原料制备成纳米Al_2O_3陶瓷颗粒增强铜基复合材料，研究分析复合材料的成分、组织结构、硬度以及致密度，对试样进行了干滑动摩擦磨损实验。 采用XRD、TEM等分析测试技术对Al_2O_3—Cu复合粉末进行检测，结果表明在纳米Al_2O_3陶瓷颗粒表面成功镀覆金属铜，结合良好。 通过对复合材料的微结构、硬度和致密度的分析，发现纳米Al_2O_3陶瓷颗粒在铜基体中呈团簇状弥散分布；复合材料的硬度有很大的提高，纳米Al_2O_3对铜基体有良好的强化作用；复合材料的致密度差别较大，与热压参数有紧密联系，热压温度高，热压压力大，烧结的材料致密度高。 在自制的销—盘式低载荷摩擦磨损试验机上对复合材料进行摩擦磨损实验，通过对实验数据和SEM形貌的分析，表明纳米Al_2O_3陶瓷颗粒增强铜基复合材料有较好的抗磨损性能。材料的磨损包括跑合阶段和稳态磨损阶段，跑合磨损阶段磨损量变化迅速，而稳态磨损阶段磨损量变化缓慢。随着载荷的增加，复合材料的磨损率随之增加；复合材料的耐磨性与增强相含量有关，随着增强相含量的增多，抗磨损性能增加；复合材料耐磨性的高低与热压参数有关，热压温度高、热压压力大，烧结好的材料的耐磨性能好。样品素胚冷压压力的高低对材料的耐磨性存在影响，但热压压力对复合材料耐磨性能影响更大。