论文部分内容阅读
硼化物颗粒增强铜基复合材料由于具有高强度、高导电性以及良好的高温性能广泛地应用于电极材料、电接触材料及集成电路引线框架材料等。本文采用粉末冶金法和真空非自耗电弧熔炼法两种工艺制备TiB2/Cu复合材料,探讨了不同工艺下原位反应时的工艺参数及其对材料结构和性能的影响,获得以下一些有意义的结果。(1)考察了以无水乙醇为过程控制剂的湿法球磨过程中Cu-Ti-B4C混合粉料的合金化情况,探讨了不同配料比在烧结时对原位反应产物的影响,分析了不同生成相的形成原因。结果表明:Cu-Ti-B4C混合粉料经高能球磨后得到Cu、TiH1.924和TiCu3混合相,随TiB2理论生成量增加粉料粒径减小。烧结后得到含B量不同的硼化物:TiB100,TiB2或TiB25。(2).本文试验条件下采用粉末冶金法制备TiB2/Cu复合材料的最佳工艺参数为:以TiB2理论生成量为5%(wt%)配料,在800MPa压力下对球磨后的合金粉末进行模压,在1273K经4.5h保温烧结,经原位反应可获得TiB100弥散增强的Cu基复合材料,试样的电导率为:20.2%IACS,硬度为161Hv。(3).采用真空非自耗电弧熔炼法时尝试了两种不同方式:原料直接熔炼法和两段式熔炼法。原料直接熔炼法是将Cu粉、B4C粉和工业纯钛混料后在电弧炉中直接熔炼,获得了单一TiB2相弥散增强的Cu基复合材料。以TiB2理论生成量为2%(wt%)配料,经电弧熔炼法得到的试样电导率为43.9%IACS,硬度为134Hv。(4).两段式熔炼法是先制备Cu-Ti预合金块,将此预合金块放置在Cu-B4C混合粉末上进行熔炼,可得到TiB相增强Cu基复合材料,但由于反应界面层的存在,导致材料硬度分布不均,试样电导率较低。(5).探讨了微波烧结工艺制备TiB2/Cu复合材料的可行性。结果表明:同传统烧结方式相比,微波烧结可大大降低保温时间。所得材料硬度高于常规烧结,但材料性能同传统烧结工艺一样,随烧结温度的提高和保温时间的延长并不利于材料性能的提升。