球磨-热压烧结法制备SiC/Cu纳米复合材料

摘要

纳米SiC颗粒增强铜基复合材料具有强度高、耐磨损等优良性能，作为导电材料，它在电触头、电阻焊电极、联铸结晶器以及 IC 引线框方面具有广阔的应用前景.高能球磨结合热压烧结可以制备性能良好的块体纳米复合材料. 本文综述了颗粒增强铜基复合材料的研究状况以及高能球磨法-热压烧结制备金属基复合粉末的机理和影响因素，并研究了纳米颗粒对铜基材料的增强作用，介绍了实验方法和思路.研究了工艺参数:磨球材质、球磨转速、球磨时间、纳米SiC体积分数、烧结温度对复合材料性能的影响，得到了在本试样条件下制备SiCdCu纳米复合材料的最佳工艺参数. 扫描电镜的显微组织观察表明，球磨后纳米SiC颗粒均匀的镶嵌在铜基体上，随着球磨时间的增加，SiC颗粒逐渐嵌入铜基体内部，这有效地解决了纳米SiC颗粒的团聚问题，为下一步的烧结提供了前提.并且球磨后，粉末的活性得到提高，降低了烧结温度. 本研究表明，工艺参数对复合材料的致密度、硬度、导电性能以及耐摩擦性有大的影响.随着纳米SiC增强相体积分数的增加，块体复合材料的硬度和耐磨损性能提高，但是致密度和电导率降低.并且随着烧结温度的升高，材料的综合性能得到提高.

目录

文摘

英文文摘

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第一章绪论

1.1引言

1.2颗粒增强铜基复合材料研究现状

1.2.1常用制备方法

1.2.2颗粒增强铜基制备过程中的问题

1.3球磨-热压烧结技术

1.3.1高能球磨机理

1.3.2高能球磨的控制参数

1.3.3热压烧结基本理论

1.3.3热压烧结基本过程

1.3.4热压烧结致密化

1.3.5高能球磨对热压烧结的影响

1.4增强相的选择

1.4.1外加颗粒增强相

1.4.2原位生成颗粒相

1.5颗粒增强铜基复合材料机理

1.5.1强度增强机理

1.5.2摩擦磨损机制

1.5.3导电理论

1.6纳米相增强铜基复合材料研究

1.6.1纳米材料基本效应

1.6.2纳米复合材料性能

1.6.3纳米颗粒增强铜基复合材料

1.7课题的研究意义以及研究内容

1.7.1课题的研究意义

1.7.2课题的研究内容

第二章实验方法

2.1试验方案

2.2样品制备

2.2.1实验原料选择

2.2.2球磨介质

2.2.3粉末样品制备

2.3.4块体样品制备

2.3结构分析与表征

2.3.1电子天平

2.3.2 X射线衍射分析(XRD)

2.3.3扫描电镜(SEM)

2.4性能测试

2.4.1致密度测量

2.4.2电导率测量

2.4.3硬度测量

2.4.4摩擦磨损试验

第三章实验结果与讨论

3.1粉末样品分析

3.1.1球磨时间的影响

3.1.2转速的影响

3.1.3粉末样品的XRD分析

3.2块体样品分析

3.2.1显微结构分析

3.2.2试验参数对致密化的影响

3.2.3性能测试结果

3.2.4电导率

3.2.5硬度

3.2.6摩擦磨损性能

第四章总结与建议

4.1总结

4.2建议

攻读硕士学位期间取得的研究成果

参考文献

致谢