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Cr_2O_3/Cu复合材料制备方法的研究

武洲  
【摘要】:弥散强化铜基复合材料以其优异的性能而有着广泛的应用前景。虽然采用原位 氧化法制备的弥散强化铜基复合材料性能优于其它众多的制备方法,但是目前尚存 在工艺复杂、成本昂贵等问题。本文通过理论分析,采用机械合金化和原位氧化相 结合的方法制备了Cr2O3弥散增强的铜基复合材料,试图探寻一条新的弥散强化铜 基复合材料制备方法以解决当前存在的问题。理论分析和实验的结果表明: 1. 从热力学角度分析,Cu-Cr合金原位氧化温度范围是900℃~1050℃,相对应的 氧分压上限是7. 9×10-3Pa和3. 8×10-1Pa,下限氧分压不必考虑; 2. 用球.板模型分析了Cu-Cr合金原位氧化的动力学过程,其扩散方程的通解为: 3. 利用机械合金化的方法制备了Cu-Cr合金粉末和Cu-Cr/Cu2O复合粉末,采用尼 龙材料球形内腔的球磨罐可提高球磨效率,并估算出在本实验条件下,球磨机的临 界转速为200转/分,球料比为20:1;同时发现球磨时较小的磨球分布在外层,主 要起碰撞和冲击的作用,较大的磨球分布在内外层,主要起磨削作用; 4. 随着球磨时间的延长,Cu-Cr粉末的合金化程度在增加,晶粒不断在细化,球磨 48h的Cu-Cr粉末已经出现明显的合金化标志:经过48h球磨混合的Cu-Cr/Cu2O 西安理工大学硕士学位论文 复合粉末呈细小的层片状结构: 5.本实验条件下,Cr的适宜加入量为3%,原位氧化介质CuZO粉末的加入比例为 Cr:CuZO为l:2; 6.本实验条件下,适宜的原位氧化工艺参数为:原位氧化温度10巧℃,升温速度 为15,C/min,原位氧化时间为I50min; 7.本实验条件下,随着Cu一C:粉末机械合金化时间的延长,复合材料的电导率和 硬度都呈增大趋势。 关键词:铜基复合材料,弥散强化,原位氧化,高强度高电导率


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