(TiB2+Al2O3)增强铜基复合材料的研究

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材料工程/ o 2年 7期 20

( B+ A1 增强铜基复合材料的研究 Ti 2 3 2 ) 0St d e n ( B2 A1O 3 Re n o c d Co p r b s d Co u iso Ti+ 2 ) i f r e p e— a e mp s t o ie董仕节，史耀武：,雷永平。,Y.Zh u o。

( 1湖北汽车工业学院材料系，十堰 4 2 0; 2北京工业大学材料学院，北京 1 0 2 402 0 0 2;3 D c . ofM e ha c lE ng ne rng,U ni e s t a e l pt c nia i ei v r iy ofW t roo,O n aro,Can da, N 2 G 1 t i a 13 )

DONG h—i S o wu S ij, HIYa—,IEIYo g p n,Y.Zh u e n— ig o。( e t o a e i l 1 D p . f M t ra s Eng ne r n,H ub iA u om obie I dus r a n tt t i eig e t l n t i lI s i u e. Shi an 44 02, Chi y 20 na; 2 De . a e i s E n ne rng, Sc olOf M at r a s S i nc pt OfM t ral gi e i ho e i l c e e

a d En i e rn n g n e i g,B i n l tc n c Un v r iy,Bejn 0 0 2 ej g Po y e h i i ie st i g 1 0 2,Ch n; i i a3 De . e h ni a pt of M c a c lEngi e r ng,U ni e st f W a e l o, O nt ro, Ca ad n ei v r iy o t ro ai n a)

摘要：研究了 Cu AITi zBz—— O O粉末在机械合金化和随后的烧结过程中结构的变化。结果表明 .Cu AITi一：——— O:B O。粉末通过机械合金化可以形成 Cu (、B)及 AlO。和少量的 Ti。粉末，AlO是通过机械合金化过程中的自维持 Ti Cu

反应形成的。用 C,, Oz B O采 u AI Ti和。作为原料，过机械合金化和随后的加压烧结，以制备性能较好的 ( B通可 Ti+ AlO增强铜基复合材料。 ) 2 关键词：复合材料；铜合

金；机械合金化；自维持反应中图分类号：TG4 1 3文献标识码：A文章编号： 1 14 8 (0 2 0—0 60∞—3 1 2 0 ) 70 0— 6

A b t a t: he s r t e c nge fC u A 1T i 2 B2 3po d r r ng m e ha c loy ng an i e— sr c T t uc ha ur s o —一 O一 O w e s du i c niala l i d s nt r i bs qu nty w e e i e tga e ng su e e l r nv s i t d. T he r s t nd c t ha u (, T i e uls i i a e t tC B ), A 1O a ite T i u3 3 nd a lt l C 2 pow de s a be or e i C u— 1 T i 2B2 3 r c n f m d n A一 O一 O po de s h ou m e ha c l lo n, t A 1O 3 s w r t r gh c ni a a l yi g he i 2 f m e by l al e fs t n d e c i durng or d a oc s l— us ai e r a ton i m e han c l loy ng. T he c i a a l i du— alpha e e nf c d s r i or e c om p ie Cu一 ( i+ A 1O os t T B2 3 2 ), w ih a g od pr t o ope te r i s,c n be s a ynt e i e h ou oc s e fm e h s z d t r gh pr e s s o — c ni a loyi g a i e i ih t a m a e i l u, A 1 T i 2 ha c la l n nd s nt r ng w t he r w t r a s ofC, O,an O d B2 3. Ke y wor ds: c om post ie; c pe lo op r a l y; m e ha c lalo ng; s l— u t ni g r a to c ni a l yi e f s s ai n e c i n

铜及其铜合金被广泛应用在要求具有高导电和高导热的工作环境中，当工作温度超过铜合金的软但化温度时，合金将由于软化而导致强度和蠕变抗力铜下降而失效。常用的析出强化型铜合金 (铜铬合如金和铜锆合金 )软化

温度只有 5 0C左右，而其工其 0因作温度不能高于其软化温度，因而需要研究一种导电率高于 7%I O ACS ( n e n to a An e ld Co p r I t r a in l n ae p e

原位生成是较理想的方法。由于单质 B的价格较贵， 采用廉价的 B O3 Ti以及 C 和 O u,A1原料来生产为 ( B+ A1 )颗粒增强铜基复合材料是一个值得探 Ti。。 O。讨的途径。本研究主要是探讨采用廉价的 B O。和。 Ti以及 Cu O:,A1原料来制备 ( B+ A1 )颗粒为 Ti。 O。增强铜基复合材料的可能。

S a d r )和软化温度在 5 0C以上的铜合金，能满 tn a d 0足这种要求的铜合金主要是颗粒增强铜基复合材料M M Cs ( e a— a rx Co o ie )由于 Ti是具 M t lM ti mp st s。 B2

l试验方法将纯度为 9 . 的铜粉 ( 1 0￣ 99< 5/ m), 9 9的铝 9 .粉 ( 1 0￣ ) 9 . 的 Ti粉 ( 1 O 1, 9 4< 5/ m, 99 O2< 5 n ) 9 . 的 B: O。粉 ( 1 0 m),按铜粉：铝粉：Ti< 5/￣ O2粉： Bz) (。粉为 9 . 6 4:1 3 . 5:1 2:1 0 (量比 )进行混 . .5质

有高导电率和高熔点的金属间化合物，得 Ti:强使 B增铜基复合材料具有较高的电导率和高的软化温度 ( 0 90 C左右 ),因而有关 Ti:强铜基复合材料的研 B增究是铜基复合材料研究领域的一个热点[ j 2。由于 Ti 和 B的亲和力很大，用一般的铸造和粉末冶金技术采制造的此类复合材料由于 Ti偏析较大而且呈树枝 B状晶分布，使 Ti:强铜基复合材料达不到预期的 B增性能。为了减少 Ti B:偏析和细化 Ti的颗粒，采用 B

合，T,B,Al混合的原则是能完全进行下列化学反 i应所需的的原子比。3 i 2 3 O+ 1 T O+ B2 3 0A 1 A 1( 3 3 i 一 7)+ T B2 ( 1)

将混合好的粉末放人球磨机的料简中，球磨之前，先将料筒抽成真空，再充入 9 . 9的高纯氩气， 9 9

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然后再抽成真空，充入高纯氩气，样反复五次，再这以充分提高料筒中氩气的纯度，然后在充有高纯氩气的罐中进行球磨。.

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球磨是在自制的球磨机上进行，球磨机转速为 3 0r mi,球料比为 2 3/ n 5:1球磨过程中每隔一段时。间取出少量的粉末进行分析，析的内容包括 X射线分衍射、扫描电镜观察、差热分析等。 X射线衍射 ( XRD)分析采用的是 D/ x B型粉晶衍射仪，利用 ma 3 Cu K口辐射 (一 0 1 4 8 m ) . 5 1 n、Ni波，扫描速度为滤1/ n,利用 J。 mi SM一 5 3 CF扫描电子显微镜 ( EM )观 S—

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