Al_2O_3/Cu复合材料的内氧化法制备及性能研究
【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制备Al_2O_3/Cu复合材料,探讨了高能球磨制备以Cu为基的Cu-Al固溶体合金的工艺条件,研究了利用高温真空烧结炉进行原位氧化时的工艺参数及其对材料结构和性能的影响,获得以下一些有意义的结果。
(1)提出采用高能球磨制备Cu-Al合金粉的有效方法,认为由于Cu和Al的密度相差比较大,采用以液态酒精为过程控制剂的湿磨时,容易发生分层,抑制了合金化,采用干磨时,以硬脂酸为过程控制剂,虽然随球磨时间的延长会发生轻微的团聚,但能达到良好的合金化效果。
(2)高能球磨制备亚稳态Cu-1%Alwt合金粉最佳工艺参数为:Al加入量为1%wt,球磨20 h后Cu-Al完全合金化。
(3)原位反应介质Cu_2O加入最佳比例为Cu_2O:Al=6:1(质量比),750 MPa为最佳的材料的模压压力;内氧化工艺参数为:原位内氧化温度1050℃,内氧化时间为4h,获得弥散强化的Al_2O_3/Cu复合材料,Al_2O_3呈弥散分布,直径约为100 nm。
(4)对Cu-Al合金粉发生内氧化的条件进行了理论分析,并据此制定出相应的工艺参数。由反应热力学可以得出,在反应中氧分压应满足:
可以看出,上限氧分压是个很小的值,上限氧分压与氧化温度成正比,因此可以提高氧化温度来减小在实际操作中对上限氧分压的控制难度,下限氧分压也是个非常小的值,在操作中可以不考虑;同时内氧化温度应该选在1107K--1320K,在这个温度区内氧分压易于控制,Cu_2O也可以分解释放出氧。
【学位授予单位】：南昌大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2007
【分类号】：TB33
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