TiC-SnO2-Cu復(fù)合材料的制備及性能研究.pdf

1、Cu基復(fù)合材料因其良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性和高強度的綜合性能，成為目前銅基復(fù)合材料的研究熱點。TiC因具有硬度高、化學穩(wěn)定性好、優(yōu)異的耐磨性和良好的導(dǎo)電性能，作為一種極具潛力的碳化物增強體受到廣泛關(guān)注。為了可以同時滿足銅基復(fù)合材料作為電觸頭材料應(yīng)用時的滅弧性，在銅基體中加入的第二個重要增強相為氧化物SnO2。引入SnO2的顆粒細小，在復(fù)合材料中彌散分布而起到強化作用。
　　本文采用粉末冶金技術(shù)，以廉價的銅粉為原料，以碳化鈦粉和SnO2粉為

2、增強相，在燒結(jié)溫度為850～1050℃、成型壓力為25～125MPa、保溫時間2h的條件下，成功制備了不同碳化鈦與SnO2含量的TiC-SnO2/Cu復(fù)合材料。首先通過行星式球磨機對各組分進行混粉細化處理，然后通過正交試驗的方法找到最佳的工藝因素，再通過具體試驗對單個參數(shù)進行優(yōu)化分析，最后借助X射線衍射分析（XRD）、掃描電鏡(SEM)、能譜分析（ EDS）和金相顯微鏡等多種測試手段，對不同 TiC和 SnO2含量的加入對TiC-SnO

3、2/Cu復(fù)合材料的顯微組織的影響進行了分析研究。同時系統(tǒng)的研究了TiC含量和燒結(jié)溫度等對電導(dǎo)率等電學性能以及顯微硬度等力學性能的影響。
　　研究結(jié)果表明：球磨混粉有助于提高復(fù)合材料的致密度進而改變其綜合性能。通過正交試驗法發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)溫度是影響復(fù)合材料致密度的主要因素，得到的最優(yōu)試驗方案為：球磨時間2h，燒結(jié)溫度為950℃，壓制壓力100MPa，保溫時間2h。通過復(fù)合材料的微觀組織分析可見，TiC與Cu基體之間具有很好的潤濕性，二者

4、之間的界面結(jié)合良好。適量的TiC顆?？梢栽阢~基體中均勻分布，可制備出致密度高的復(fù)合材料，有助于提高復(fù)合材料的綜合性能，含量過高會出現(xiàn)團聚現(xiàn)象。TiC-SnO2/Cu復(fù)合材料燒結(jié)體的導(dǎo)電率在15～35μΩ-1·m-1的范圍內(nèi)，致密度大約在88％左右。硬質(zhì)相TiC和彌散分布的SnO2提高了復(fù)合材料的硬度，測得顯微硬度值為55～130HV。對TiC-SnO2/Cu復(fù)合材料進行拉伸試驗，并對其抗拉強度和斷口相貌進行分析表明，2%的TiC添加量對