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三维连续网络氧化铝/铜复合材料是近年发展起来的一种新型铜基材料,基于其具有良好的综合性能与广泛的应用前景,因此受到国内外研究学者的高度关注。主要原因:是与传统颗粒、纤维和晶须增强等增强方法制备出的氧化铝/铜复合材料相比,三维网络结构氧化铝/铜复合材料中的各组成相的特点都能够得到保留,增强体与增韧相具有各相同性,可充分发挥氧化铝陶瓷相与金属相各自的优点,如铜优良的导电、导热性,陶瓷材料的耐磨及高的化学稳定性等。但两者材料不同,相互之间的润湿性较差,本实验通过CVD工艺方法对泡沫预制体表面进行金属化达到改善陶瓷与金属间的润湿性。本文主要采用有机泡沫浸渍法制备不同体积分数泡沫结构的氧化铝泡沫陶瓷(10%~20%);以Ti粉和I2作为反应原料,然后采用CVD沉积法在泡沫陶瓷预制体表面沉积Ti涂层;最后采用真空消失模铸造工艺制备出三维网络双连续相氧化铝/铜复合材料,研究浸渗温度对氧化铝/铜复合材料界面结合状况的影响;研究陶瓷体积分数和气孔率对复合材料弯曲强度及导电性能的影响。并对复合材料的摩擦磨损性能进行初步的探索,结合断口形貌,组织分析,讨论了Al2O3/Cu复合材料的断裂机理和磨损机制。研究结果表明:(1)对本课题组研究成果的化学气相沉积装置进行部分改善,可以有效的改善大体积泡沫陶瓷芯部钛涂层的均匀性问题,从而在陶瓷体表面及内部骨架获得均匀涂层,涂层厚度约20~40um;(2)采用真空消失模铸造浸渗法制备出氧化铝/铜复合材料。在复合材料的界面处会形成明显的分界层,即形成Al2O3/Ti/Cu结构;且随着浸渗温度提高,复合材料内部及界面缺陷减少,Al2O3与Cu结合更紧密;(3)Al2O3表面Ti涂层与Cu之间发生机械和冶金结合,形成反应型界面,改善了Al2O3与Cu之间润湿性,界面产物主要为Ti与Cu化合物,即CuTi2及CuTi等金属间化合物,TiO2存在于界面;(4)三维网络Al2O3/Cu复合材料,随着陶瓷增强体体积分数的增加,复合材料的相对密度下降,弯曲强度增大,增加到178MPa。随着气孔率的增加,复合材料的弯曲强度相对降低;(5)随着复合材料体积分数的增大,复合材料的电阻率增大,导电性能下降,相对导电率则下降到60%IACS;(6)复合材料在发生断裂时,裂纹由陶瓷颗粒拔出及孔洞位置产生,沿着受力方向扩展到两相的界面,陶瓷相发生脆性断裂,铜发生韧性断裂,界面上铜钛脆性相的存在,削弱界面的结合力,导致涂层与基体产生分离,材料破坏;(7)复合材料的摩擦系数高于纯铜基体,Al2O3陶瓷在摩擦磨损过程中对铜起到了有效的保护作用,随着复合材料中Al2O3体积分数的增加,复合材料中的有效承载面积增加,铜的摩擦面积减小,磨损率降低,因而相对耐磨性提高;