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WC弥散强化铜的制备及其性能研究

张立勇  
【摘要】:弥散强化铜具有良好的导电性和高温性能等,广泛应用于汽车、电子等行业。本文就新型弥散强化铜的开发作了研究。 采用高能球磨技术制备了不同含量的WC/Cu复合粉末,利用SEM和XRD技术对球磨后粉末的形貌、粒度和物相成分等作了分析,据此确定最佳的球磨工艺。其次以此工艺为基础制备复合粉末,等静压成型,然后分别研究了不同烧结工艺对材料致密度、硬度、强度、延伸率和导电性等性能的影响,同时结合显微分析手段讨论了烧结工艺对材料显微结构的影响。 结果表明,通过高能球磨可获得分布均匀的复合粉末;随球磨时间延长,粉末粒径首先快速下降,而后趋于平缓,并且WC含量高的复合粉末细化进程较含量低的快;在本文条件下认为球磨24h为佳;整个球磨过程未发生相变,球磨使得粉末发生晶格畸变,球磨时间越长畸变越大。 烧结动力主要是粉末表面能和粉末变形积累的晶格畸变能;烧结主要受第二相含量、烧结温度和保温时间等因素影响,第二相含量越低,烧结温度越高,保温时间越长则烧结越充分;Cu-4%WC的最佳烧结工艺为1000℃/2.5h;WC含量高的材料中有较多孔隙和偏聚。 相同压力下第二相含量越高,压坯密度越小;烧结可少量地提高致密度;材料的性能取决于烧结状况和微观组织等,烧结越充分,致密度越高,组织越均匀,则性能越好;第二相、孔隙度和固溶杂质均会损害材料的导电性,但第二相含量和孔隙度的影响较杂质影响小得多;综合比较材料的组织和性能,Cu-4%WC在1000℃下烧结2.5h的性能较好;高温变形后材料未发生明显的再结晶。


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