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稀土氧化物因具有较高的熔点和稳定的化学性质,是十分理想的弥散强化相。利用内氧化法制备的稀土氧化物弥散强化铜基复合材料是一种新型的高强高导铜合金材料。采用内氧化处理结合放电等离子烧结的方法分别制备Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料,研究了内氧化温度、保温时间、氧化剂添加量、增强相含量等因素对复合材料强度、导电性的影响,优化了制备两种复合材料的内氧化工艺。通过SEM、EDS、XRD和TEM等多种分析手段对制备出的Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的微观形貌和组织结构进行观察和分析,研究增强相对复合材料导电性能和力学性能的影响。结果表明,制备Cu-Y2O3复合材料优化的内氧化工艺为:内氧化温度675°C、保温时间2h、氧化剂Cu2O按化学反应理论质量的1.5倍添加。为了兼顾导电性能和力学性能,选择1.5wt%Y2O3作为增强相的最佳含量,在此含量下,烧结后Cu-Y2O3复合材料的电导率为80.2%IACS,抗拉强度为327MPa,满足高强高导铜基复合材料的性能要求。制备Cu-Gd2O3复合材料优化的内氧化工艺为:内氧化温度625°C、保温时间1h、Cu2O添加量为化学反应计量比的1.5倍。在此内氧化工艺条件下,Cu-Gd2O3复合材料中增强相的最佳含量为1.5wt%,此含量下,复合材料的电导率为87%IACS,抗拉强度提高到300MPa左右,表现出良好的综合性能。内氧化生成的Y2O3和Gd2O3颗粒较小,尺寸均在100~200nm范围内,颗粒在铜基体上均匀弥散分布,晶粒内部和晶界处都有增强相颗粒的存在。在两种复合材料中,增强相与基体的界面整齐而清晰,结合紧密良好,增强相颗粒同时起到细化晶粒和弥散强化的作用,从而提高复合材料的力学性能。