高温机械合金化法制备Cu-Cr合金

摘要

Cu-Cr合金结合了Cr的高硬度、耐高温和Cu良好的导电、导热性，在制备触头材料、电阻焊电极、连铸机结晶器内衬、集成电路引线框架、电动工具的转向器、电工开关、耐磨材料、大型高速涡轮发电机转子导线、电车及电力火车架空导线等方面得到广泛应用。
　　本文是在传统的机械合金化法的基础上，通过改善实验方法、改进实验设备来弥补传统方法的不足。本实验以共沉淀法制备前驱体，使粉体在机械合金化之前就均匀细小，合金化过程在高温球磨设备中进行，设备的磨球与磨罐完全由纯Cu制成，避免了由于磨损而引入杂质的现象，并将煅烧、还原与球磨同在磨罐中进行，有效的降低了还原温度，减少了杂质引入。
　　将共沉淀法和溶胶—凝胶法进行比较，并通过控制溶液pH值、改变沉淀剂、滴定速度、陈化时间、煅烧温度等条件来制备前驱体，然后利用XRD、SEM、粒度分析等手段对产物进行表征，选择最佳制备路线。实验得出采用共沉淀法，以NH3·H2O为沉淀剂，4s/d的滴速加入到pH值为7～7.5的Cu(NO3)2·3H2O和Cr(NO3)3·9H2O混合液中，经长时间陈化下在500～600℃进行煅烧所得前驱体最好。
　　在振动高温球磨机中进行还原反应，通过改变还原剂、球磨温度、球磨时间、球料比等条件制备粉体，然后利用XRD和粒度分析等手段对产物进行表征，选择最佳制备工艺。实验得出采用振动高温球磨机使用活性碳作为还原剂，以15∶1的球料比，在325℃下球磨3h所得的粉体检测数据最为优良。

目录

声明

摘要

第1章 绪论

1．1 Cu-Cr合金简介

1．1．1 Cu-Cr合金在触头材料中的应用

1．1．2 Cu-Cr合金的优点

1．1．3 影响Cu-Cr合金性能的因素

1．1．4 目前Cu-Cr合金存在的主要问题及改进方法

1．1．5 Cu-Cr合金的制备方法及其优缺点

1．2 合金成型与强化

1．2．1 烧结对Cu-Cr合金的性能的影响

1．2．2 合金的强化

1．3 课题选题意义与研究内容

1．3．1 课题选题意义

1．3．2 课题研究内容

第2章 实验及性能表征手段

2．1 引言

2．2 实验主要试剂和仪器

2．3 实验流程工艺

2．4 粉体性能表征

2．4．1 结构分析

2．4．2 形貌分析

2．4．3 粒度分析

2．4．4 热重—差热分析

第3章 化学沉淀法制备Cu-Cr合金前驱体及性能表征

3．1 实验目的

3．2 确定沉淀反应pH值

3．3 确定前驱体的分解温度

3．3．1 理论分解温度

3．3．2 实验分解温度

3．4 结果与讨论

3．4．1 沉淀剂的选择

3．4．2 溶胶—凝胶法与化学沉淀法的对比

3．4．3 滴加速度对粉体结构和性能的影响

3．4．4 陈化时间对粉体结构和性能的影响

3．4．5 煅烧温度对粉体结构和性能的影响

3．4．6 最佳条件下的粒度与粒径对比

3．5 本章小结

第4章 机械合金化法制备Cu-Cr合金材料及性能表征

4．1 机械力化学

4．1．1 机械力化学的发展

4．1．2 机械力化学过程

4．1．3 机械力化学效应

4．1．4 机械力化学研究现存问题与展望

4．2 影响高能球磨法的因素

4．2．1 球磨机类型

4．2．2 球磨时间

4．2．3 球料比

4．2．4 球磨温度

4．3 振动高能还原球磨制备合金

4．3．1 球磨机中前驱体分解温度的确定

4．3．2 振动高温球磨机与传统球磨机在机械合金化过程中的对比

4．3．3 还原剂对产物的影响

4．3．4 球磨温度对产物的影响

4．3．5 球磨时间对产物的影响

4．3．6 球料比对产物的影响

4．4 本章小结

第5章 结论

参考文献

致谢