二硅化鉬彌散強化銅復合材料的研究.pdf

1、彌散強化銅基復合材料具有優(yōu)良的導電性和高溫性能，廣泛應用于汽車、電子工業(yè)等領域?；诮饘俟杌铮篗oSi2具有強度高、硬度高、高溫耐腐蝕性好、熱膨脹系數(shù)與銅相匹配等一系列優(yōu)點，且本身具有良好的導電導熱性，對銅的導電性影響不大，故可作為導電用銅的強化相。目前，對MoSi2彌散強化銅復合材料的研究至今未見報道。因此，本文對MoSi2彌散強化銅復合材料的制備與性能進行了初步的探索性研究。 首先，采用高能濕法球磨對MoSi2粉體進行了分

2、散細化，并采用化學包裹法和機械球磨法分別制備了兩種MoSi2/Cu復合粉體，隨后采用熱壓燒結技術制備了MoSi2/Cu塊體復合材料。其次，采用激光粒度分析儀(LPSA)、X射線衍射儀(XRD)和掃描電子顯微鏡(SEM)等分析儀器研究了MoSi2粉體在濕法球磨過程中粉體顆粒度、晶粒尺寸和顯微應變隨球磨時間的變化規(guī)律，并探討了濕法球磨MoSi2粉體的顯微結構特點及其細化機理；第三，對化學包裹法制備復合粉體的工藝及性能進行了比較系統(tǒng)的研究，探

3、討了包覆結構的形成機制和影響因素；第四，對機械球磨法制備MoSi2/Cu復合粉體的組織形貌特征及其微觀結構變化進行了研究；最后，對MoSi2/Cu熱壓燒結試樣的力學性能、電學性能以及微觀組織和試樣致密度等進行了分析和研究。 試驗結果表明，濕法球磨100h后MoSi2粉術未發(fā)生物相轉(zhuǎn)變，球磨100h后只有粒徑的變化，其顆粒尺寸由13.634μm減小到0.140μm，粒度分布曲線呈現(xiàn)亞微米區(qū)和納米區(qū)共存的雙峰特征；平均晶粒山78.4

4、1nm減小到14.2nm，晶粒尺寸和顯微應變呈現(xiàn)ε=17.0844D-0.4468的逆變關系。這里顆粒的細化主要取決于球磨初期研磨介質(zhì)進入微裂紋起到楔裂作用，加速粉體碎化；球磨后期研磨介質(zhì)包裹在顆粒表面，防止團聚長大等兩方面的作用。 采用化學包裹法可以制備出Cu包裹MoSi2的復合粉體。分析發(fā)現(xiàn)，MoSi2顆粒表面被細小的微晶銅粉末包裹，MoSi2顆粒的分散性得到顯著改善：MoSi2顆粒大小和形狀對復合粉體的包裹有較大影響；酸性

5、溶液可有效防止復合粉體的團聚，包裹效果較好。包覆結構取決于銅在MoSi2顆粒表面的沉積以及對復合粉體團聚的控制。 試驗發(fā)現(xiàn)，復合粉體在球磨過程中表現(xiàn)出先形成機械包裹體再破碎細化的演變過程。球磨60h復合粉體細化及包裹性能達到最佳，Cu的晶粒尺寸由最初的54.3nm減小到14.4nm，MoSi2的品粒尺寸由最初的69.4nm減小到24.1nm，繼續(xù)球磨變化不大；復合粉體中MoSi2表現(xiàn)出衍射峰強度和晶粒尺寸先減小后變大，而顯微應變

6、先增大后快速減小的反?，F(xiàn)象。對比發(fā)現(xiàn)，熱壓燒結試樣的各項性能均優(yōu)于常壓氣氛保護燒結；采用熱壓燒結_1：藝可以制備出性能較好的MoSi2彌散強化銅材料；加入相同含量的MoSi2時，機械球磨熱壓燒結試樣的各項性能均好于化學包裹熱壓試樣；隨著MoSi2含量的增加，各試樣的致密度和導電率呈下降趨勢，而包裹熱壓材料表現(xiàn)出硬度持續(xù)上升，同時抗拉強度逐漸下降的反常現(xiàn)象，試驗制備得到2％MoSi2彌散強化銅材料具有較好的綜合性能，其指標為：相對密度97