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《西安理工大学》 2006年
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Cr_2O_3/Cu复合材料的制备及其变形组织与性能研究

吴剑勇  
【摘要】:氧化物颗粒增强铜基复合材料由于具有高强度、高导电性以及良好的高温性能,广泛地应用于电极材料、电接触材料及集成电路引线框架材料等。本文采用机械合金化和内氧化相结合的方法制备Cr_2O_3/Cu复合材料,改进常规的内氧化制备工艺,制备了Cr_2O_3/Cu复合材料,并研究了热挤压变形对其组织与性能的影响,同时,探讨了Cu-Cr合金粉末特性对原位氧化过程中氧元素扩散的影响机理。结果表明: 1.本实验条件下,Cr_2O_3/Cu复合材料的适宜制备工艺参数为:球磨机转速200转/分,球磨时间72小时,球料质量比20:1,采用双向压制方式压制,压力为400~500MPa,烧结温度950℃,烧结时间2小时,升温速率为:400℃以下15~20℃/min,400℃以上8~10℃/min,400℃时保温20~30min; 2.压制方式对Cr_2O_3/Cu复合材料性能有重要影响:采用双向压制比采用单向压制方式获得材料的性能更为优越,在同样的制备条件下,双向压制所制得材料的硬度、电导率、致密度均较高; 3.在实验温度范围850—1015℃内,所制得材料的电导率、致密度均随烧结温度的升高而升高,材料的硬度在950℃以前随烧结温度的升高而升高,950℃以后随烧结温度的升高而降低:在实验时间段1-3h内,所制得材料的硬度、电导率、致密度均在2h时达到极大值; 4.采用热挤压作为Cr_2O_3/Cu复合材料的后续加工手段,可以显著提高材料的性能:经过热挤压加工,Cr_2O_3/Cu复合材料的硬度达到127HB,电导率达到87.2%IACS,抗拉强度达到317MPa,拉伸断口分析表明Cr_2O_3/Cu复合材料断裂属于韧性断裂; 5.粉末特性对原位合成反应中氧扩散速度有着显著的影响:在相同的球磨时间下,随着Cr在Cu中固溶度的增大,氧的扩散速度主要受Cr元素脱溶速度的制约,固溶度越大Cr元素脱溶速度就越慢,则氧元素扩散速度减慢。
【学位授予单位】:西安理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2006
【分类号】:TB332

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