放电等离子体烧结Cu/Invar双金属基复合材料的工艺优化、显微结构与力学/热性能

摘要

采用放电等离子体烧结(SPS)工艺制备(30～50)％Cu/Invar(质量分数)双金属基复合材料.通过设计正交实验方案,系统研究Cu含量、压制压力及烧结温度对复合材料显微结构、力学性能和热性能的影响.结果表明,随着Cu含量由30％增加至50％(质量分数),Cu基体逐渐转变为连续网络分布,复合材料致密度、热导率及热膨胀系数增大,但抗拉强度降低.提高烧结温度,Cu/Invar界面扩散加剧,导致复合材料的热导率降低,抗拉强度增大.压力对复合材料热性能的影响较为复杂.在700°C,60 MPa下制备的50％Cu/Invar(质量分数)复合材料具有最高的热导率,为90.7 W/(m·K),优于以往报道的大多数Cu/Invar复合材料.