WC弥散强化铜的制备及其性能研究

摘要

弥散强化铜具有良好的导电性和高温性能等,广泛应用于汽车、电子等行业.本文就新型弥散强化铜的开发作了研究.采用高能球磨技术制备了不同含量的WC/Cu复合粉末,利用SEM和XRD技术对球磨后粉末的形貌、粒度和物相成分等作了分析,据此确定最佳的球磨工艺.其次以此工艺为基础制备复合粉末,等静压成型,然后分别研究了不同烧结工艺对材料致密度、硬度、强度、延伸率和导电性等性能的影响,同时结合显微分析手段讨论了烧结工艺对材料显微结构的影响.结果表明,通过高能球磨可获得分布均匀的复合粉末;随球磨时间延长,粉末粒径首先快速下降,而后趋于平缓,并且WC含量高的复合粉末细化进程较含量低的快;在本文条件下认为球磨24h为佳;整个球磨过程未发生相变,球磨使得粉末发生晶格畸变,球磨时间越长畸变越大.烧结动力主要是粉末表面能和粉末变形积累的晶格畸变能;烧结主要受第二相含量、烧结温度和保温时间等因素影响,第二相含量越低,烧结温度越高,保温时间越长则烧结越充分;Cu-4﹪WC的最佳烧结工艺为1000℃/2.5h;WC含量高的材料中有较多孔隙和偏聚.相同压力下第二相含量越高,压坯密度越小;烧结可少量地提高致密度;材料的性能取决于烧结状况和微观组织等,烧结越充分,致密度越高,组织越均匀,则性能越好;第二相、孔隙度和固溶杂质均会损害材料的导电性,但第二相含量和孔隙度的影响较杂质影响小得多;综合比较材料的组织和性能,Cu-4﹪WC在1000℃下烧结2.5h的性能较好;高温变形后材料未发生明显的再结晶.

目录

文摘

英文文摘

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第一章 文献综述

1.1引言

1.2弥散强化铜的研究现状

1.2.1金属强化方式

1.2.2弥散强化机理

1.2.3弥散强化铜的设计

1.2.4弥散强化铜的制备

1.3 WC的结构和性能

1.3.1 WC的晶体结构

1.3.2 WC的物理化学性质

1.4课题意义及研究目的

第二章 试验方法和过程

2.1试验方案设计思路

2.2材料的制备

2.2.1球磨

2.2.2成型

2.2.3烧结

2.3性能检测及分析

2.3.1性能测试

2.3.2微观检测和分析

第三章 粉末的球磨

3.1原始粉末

3.2球磨后粉末的形貌和粒度

3.2.1粉末形貌

3.2.2粉末粒度

3.3粉末X-RAY物相分析

第四章 材料烧结过程和显微组织

4.1材料的烧结过程

4.1.1烧结的三个阶段

4.1.2烧结的驱动力

4.1.3烧结机构

4.2烧结体的的断口形貌

4.2.1形貌基本特征

4.2.1第二相和孔隙对显微组织的影响

4.2.2烧结温度对显微组织的影响

4.2.3烧结时间对显微组织的影响

4.3金相显微组织

第五章 材料性能分析

5.1密度

5.1.1压制压力对密度的影响

5.1.2第二相含量对密度的影响

5.1.3烧结工艺对密度的影响

5.2硬度

5.2.1第二相含量对硬度的影响

5.2.2烧结工艺对硬度的影响

5.3抗拉强度

5.3.1第二相含量对抗拉强度的影响

5.3.2烧结工艺对抗拉强度的影响

5.4延伸率

5.5导电性

5.5.1金属电阻的微观本质

5.5.2第二相含量对导电性的影响

5.5.3烧结工艺对导电性的影响

5.5.4杂质含量对导电性的影响

5.6材料性能比较

5.7高温变形

第六章 结论

参考文献

致谢

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