论文摘要
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Al2O3/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Cu2O加入最佳比例为Cu2O: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Al2O3/Cu复合材料,Al2O3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,Cu2O也可以分解释放出氧。
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摘要ABSTRACT第1章 引言1.1 铜基材料的强化方法1.1.1 合金化法1.1.2 复合材料法1.2 弥散强化铜基复合材料研究历史与现状1.3 本课题的研究内容第2章 实验材料制备和实验方法2.1 实验用原材料2.2 实验所用设备2.3 材料制备工艺2.4 材料性能测试方法2.4.1 电导率2.4.2 硬度2.4.3 密度2.4.4 组织观察及物相分析2O系粉末的制备'>第3章 Cu-Al-Cu2O系粉末的制备3.1 实验原理3.2 实验材料及方法3.2.1 实验材料及设备3.2.2 实验样品分析方法3.3 机械合金化主要工艺参数的确定3.3.1 球磨机转速3.3.2 球料比和磨球配比3.3.3 球磨时间3.4 实验结果与分析3.4.1 球磨过程控制剂的选择3.4.2 Cu-Al合金粉末的制备3.4.3 球磨时间对复合粉末形貌的影响2O系粉末的制备'>3.5 Cu-Al-Cu2O系粉末的制备3.5.1 实验方法3.5.2 结果与分析3.6 结论第4章 内氧化的可行性分析及工艺参数的确定4.1 内氧化的必要条件4.2 Cu-Al合金内氧化的热力学分析4.2.1 内氧化的临界氧分压4.2.2 Cu-Al合金内氧化的温度条件2O热力学反应的可能性'>4.3 Al-Cu2O热力学反应的可能性4.4 内氧化介质的选择4.5 Cu-Al合金内氧化的动力学分析4.5.1 内氧化动力学理论分析4.5.2 内氧化时间的确定4.6 小结2O3/Cu制备工艺的优化'>第5章 Al2O3/Cu制备工艺的优化5.1 实验方法5.1.1 压制成型5.1.2 烧结（内氧化）2O3/Cu的实现'>5.2 Al2O3/Cu的实现2O含量的确定'>5.3 内氧化介质Cu2O含量的确定5.4 模压压力的确定5.4.1 压力对致密度的影响5.4.2 压力对材料性能的影响5.5 内氧化时间对材料性能的影响5.6 内氧化温度对材料性能的影响5.7 小结第6章 结论与展望6.1 结论6.2 展望致谢参考文献攻读学位期间的研究成果
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