【摘 要】
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采用放电等离子烧结法(SPS)制备了不同La含量的金刚石/铜复合材料.使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪对复合材料的物相组成、界面微观组织和元素分布进行了表征,
【机 构】
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兰州空间技术物理研究所,甘肃 兰州 730000;真空技术与物理国防科技重点实验室,甘肃 兰州 730000;兰州空间技术物理研究所,甘肃 兰州,730000
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采用放电等离子烧结法(SPS)制备了不同La含量的金刚石/铜复合材料.使用X射线衍射仪、扫描电子显微镜、X射线能谱仪对复合材料的物相组成、界面微观组织和元素分布进行了表征,并通过排水法测试复合材料的致密度和气孔率.基于第一性原理密度泛函理论,对含La的金刚石/铜复合材料界面电子态密度和原子间距变化进行了计算.计算结果表明,La与Cu的电子态密度在费米能级附近存在较宽的赝能隙,二者成键能力强.经周期平板模型能量优化后,La原子与Ti、Cu原子的间距均明显减小;体系中La与Cu的原子间距更小,表明稀土La与Cu基体亲和力更强.实验结果表明,稀土La大量固溶于铜基体内,促生了Cu2La相.随着La含量的增加,存在于复合材料界面处的缝隙、孔洞等缺陷逐渐减少,复合材料的致密度逐渐上升.未添加La的复合材料气孔率为3.48％,而添加7％La的复合材料的气孔率下降至0.42％.金刚石/铜复合材料中掺杂La能有效减少界面缺陷.
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