顆粒增強銅基復合材料的制備工藝及其組織性能研究.pdf

1、銅合金因其良好的物理性能和適中的價格而作為導電、導熱功能材料被廣泛的用做電工、電子材料，可作為集成電路的引線框架、燈絲引線、電阻焊電極、電動機電刷、電觸頭、高速列車架空導線等。但隨著現(xiàn)代工業(yè)的飛速發(fā)展，對導電材料的強度和導電性能提出了越來越高的要求，特別是要求材料具有良好的耐高溫性能。顆粒增強的銅基復合材料因其綜合了銅基體的優(yōu)良導電導熱性能和陶瓷顆粒增強相的高強度、高模量、耐高溫的特性，成為研制高強高導電材料的較佳選擇。但目前國內仍沒有

2、成熟的制備工藝用于指導工業(yè)生產，限制了這類材料的廣泛應用，因此研究顆粒增強的銅基復合材料的制備工藝極具現(xiàn)實意義。 本課題選用VC陶瓷顆粒，采用傳統(tǒng)的熔鑄工藝制備了VC顆粒增強銅鉻鋯基復合材料（VC/CuCrZr）。通過增強相的復合強化和基體的彌散強化作用，在保持較高的導電性的前提下提高了復合材料的力學性能。通過JEOL－JSM－6480型電子顯微鏡和XRD—6000型X射線衍射儀等測試手段，分析了復合材料的組織形貌和相組成，探討

3、了熱處理強化工藝對復合材料組織和性能的作用，并研究了VC顆粒含量對復合材料組織和性能的影響。 試驗對部分VC顆粒采用了超聲波化學鍍的方法，通過對增強粒子的表面鍍鎳以期增加增強體與銅基體的潤濕性和結合力，并通過對最終材料性能的比較分析探討了化學鍍鎳的可行性與必要性。熔鑄法制備的VC/CuCrZr復合材料的鑄態(tài)組織為樹枝晶，VC顆粒于樹枝晶晶間均勻分布；但經鍛打、固溶后，VC顆粒均勻分布于晶粒內部。2wt％、4wt％和6wt％VC/

4、CuCrZr復合材料經最佳固溶時效工藝處理后硬度和導電率分別對應為115HB、90.5％IACS，125HB、87.9.2％IACS和131HB、86.3％IACS。復合材料的宏觀斷口呈明顯的韌性斷裂，微觀斷口中存在大量的等軸韌窩，韌窩底部的許多顆粒已脫落，斷裂機理為微孔聚集型，VC顆粒即為裂紋源。經測試VC/CuCrZr復合材料的抗拉強度分別為361.0MPa、386.9 Mpa和375.4 Mpa。 由于VC陶瓷顆粒增強相與