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由于TiB2具有良好的机械性能和导电性能,将其与铜制备成TiB2/Cu复合材料已经展现出良好的工业应用前景。本课题分别采用Cu-Ti-B体系通过真空非自耗电弧熔炼法和热压法,采用Cu-Ti-B4C、Cu-TiH2-B体系通过热压法原位反应制备了TiB2/Cu复合材料。利用X射线衍射(XRD)对TiB2/Cu复合材料的物相组成进行分析,利用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)对复合材料的微观组织,增强相的形貌、尺寸和分布情况进行分析,并通过对不同TiB2含量的复合材料的硬度、导电率和致密度等性能的研究,得出以下结论:(1)对于Cu-Ti-B体系,通过电弧熔炼法成功制备出TiB2/Cu复合材料。在复合材料中,TiB2颗粒呈梅花状团聚在一起,且分布极不均匀。TiB2颗粒尺寸为微米级。复合材料的硬度随TiB2含量的增加而升高,导电率却降低。将5wt.%TiB2/Cu复合材料再进行真空感应熔炼,导电率提高了73%,但是硬度有所降低;将5wt.%TiB2/Cu复合材料再进行冷变形加工,硬度和导电率分别提升了32%和59%。(2)对于Cu-Ti-B、Cu-Ti-B4C、Cu-TiH2-B三种体系,通过热压法成功制备出TiB2/Cu复合材料。TiB2含量较低的复合材料中,TiB2颗粒分布均匀弥散,而TiB2含量较高的复合材料中,TiB2颗粒团聚现象严重。TiB2颗粒呈六边形,尺寸主要为纳米级。Cu-Ti-B4C体系中有TiC颗粒生成,呈近球形,尺寸为纳米级:Cu-TiH2-B体系中有少量TiB晶须生成,呈短棒状,直径约为100nm,长度为微米级。(3)对于热压法制备的TiB2/Cu复合材料,其硬度随TiB2含量的增加而升高,导电率和致密度却降低。与Cu-Ti-B体系和Cu-Ti-B4C体系相比,Cu-TiH2-B体系制备的TiB2/Cu复合材料的硬度和导电率均有所提高,同时致密度也维持在较高水平。(4)Cu-TiH2-B体系的反应机制为,TiH2在加热脱氢过程中发生TiH2→TiH1.5→Ti相变;随后Cu和TiH2分解后产生的Ti发生固态扩散反应,生成Cu3Ti金属间化合物;最后Cu3Ti中的Ti原子与B发生反应,生成了TiB2颗粒和少量的TiB晶须。复合材料中作为基体的Cu也参与了整个原位反应的过程。Cu-Ti-B体系、Cu-Ti-B4C体系与Cu-TiH2-B体系的反应机制类似。