Cu-Cr合金粉末的制备及组织研究

摘要

社会的发展对材料提出了新的性能要求，高强高导铜基合金材料由于在电接触、集成电路的引线框架、包装、电力机车接触网架空导线、高强脉冲磁场导体线圈、连铸机结晶器内衬等多方面广泛的应用，成为材料研究和开发的重要领域，而铜铬系合金材料又是此领域的热点。利用快速凝固的方法可以制备晶粒度较为细小的过饱和Cu-Cr合金，制备的过饱和合金经过合理的热处理工艺，可获得在强度和导电性能方面具有优良综合性能的材料。
　　本文采用自制雾化装置，制备了Cr含量分别为0.23％、0.77％、0.99％、1.37％的Cu-Cr合金粉末。通过X射线衍射仪(XRD)分析，研究衍射峰的偏移及基体的晶格参数变化，确定过饱和固溶体的形成;并利用金相显微镜、扫描电镜(SEM)观察粉末的断面组织及表面形貌，研究了Cu-Cr合金气体雾化粉末的组织及表面形貌形成的机理。
　　结果表明:
　　1.本实验条件下可以制备出过饱和的Cu-Cr合金粉末，Cr在Cu中的固溶度可以达1.37at％。
　　2.雾化室的空间大小是影响Cu-Cr合金液滴形成球形颗粒的重要因素。合适的空间能给液滴的球化冷凝充分的时间，利于粉末形貌的改善;
　　3.采用气雾化水冷的方式也能制备出球形的粉末颗粒，并且节约了雾化室的空间体积。
　　4.在本实验条件下，Cu-Cr合金雾化粉末多为胞状晶组织。随着粉末粒径的减小，冷却速度的增大，粉末中现出等轴晶组织，Cu-Cr合金雾化粉末的组织不断细化。

目录

声明

摘要

1 绪论

1．1 引言

1．2 Cu-Cr合金特性及其应用

1．3 Cu-Cr合金的制备方法

1．3．1 混合熔炼法

1．3．2 电弧熔炼法

1．3．3 混粉烧结法

1．3．4 定向凝固法

1．3．5 喷射沉积法

1．3．6 机械合金化法

1．3．7 熔体旋压法

1．3．8 激光表面合金化法

1．3．9 等离子体喷涂法

1．4 Cu-Cr合金粉末研究现状

1．5 快速凝固制备合金粉末的研究现状

1．5．1 双流雾化法

1．5．2 超声气体雾化法

1．5．3 快速旋转杯法

1．5．4 旋转电极雾化法

1．5．5 机械雾化法

1．6 气体雾化法的简介

1．6．1 雾化过程的研究

1．6．2 影响气雾化粉末性能的因素

1．7 本课题的研究目的及内容

1．7．1 本课题的研究目的

1．7．2 研究内容

2 实验方案

2．1 技术路线

2．2 金相试样的制备

2．3 实验仪器及实验方法

2．3．1 XRD分析

2．3．2 组织与形貌观察

2．3．3 化学成分测试

2．3．4 粉末粒度分布统计

3 雾化实验装置设计及调试

3．1 雾化实验装置的总体结构

3．2 熔炼炉的选用及熔炼

3．3 保温装置

3．4 雾化喷嘴的选用

3．5 高压供气系统

3．6 雾化室的设计

3．7 导流管气压的调试

3．8 喷嘴结构与雾化效果

3．9 本章小结

4 Cu-Cr合金粉末的制备及物相分析

4．1 过饱和Cu-Cr合金粉末制备

4．2 Cu-Cr合金粉末的XRD分析

4．2．1 不同Cr含量的Cu-Cr合金粉末的XRD分析

4．2．2 同一成分不同粒径大小的Cu-Cr合金粉末XRD分析

4．3 Cr含量对Cu-Cr合金粉末的显微硬度的影响

4．4 本章小结

5 Cu-Cr合金雾化粉末的形貌分析

5．1 雾化粉末的形貌特征形成机理

5．2 雾化粉末颗粒形貌与粒度的关系

5．3 雾化制备Cu-Cr合金粉末颗粒的形貌改善

5．4 本章小结

6 Cu-Cr合金粉末的显微组织

6．1 Cu-Cr合金粉末壳型组织的形成

6．2 粒径大小对Cu-Cr合金粉末的金相组织分析

6．3 Cu-Cr合金铸态组织与雾化粉末组织

6．4 本章小结

7 结论

致谢

参考文献

攻读硕士学位期间取得的成果