鈦酸鉛顆粒增強銅基復合材料的性能研究.pdf

1、本文選擇具有負膨脹性能的鈦酸鉛(PbTiO3，簡寫PT)陶瓷顆粒作為復合材料的增強體，選擇具有高熱導率的銅作為復合材料的基體，采用放電等離子燒結工藝制備了體積分數不同的鈦酸鉛顆粒增強銅基復合材料。利用物相及微觀組織結構分析方法（XRD、SEM、TEM等）觀察了復合材料中增強體與基體的形貌、界面特征、增強體與基體中位錯孿晶情況。采用熱膨脹儀和熱導率測試設備測試并分析了復合材料的熱膨脹性能和導熱能力。利用電子萬能試驗機測試了復合材料的壓縮屈

2、服強度；利用智能電阻測試儀測試了復合材料的電導率。
　　物相和微觀結構分析表明，放電等離子燒結制備的PbTiO3/Cu復合材料具有清晰光滑的界面形貌，而且看不到明顯的界面反應，增強體與基體界面結合較弱。TEM觀察結果證實燒結態(tài)的復合材料中有大量的位錯、孿晶產生，表明復合材料中存在大量的熱錯配應力。
　　復合材料的熱膨脹系數與PT顆粒的體積分數成負相關性，即PT顆粒的體積分數越大，復合材料的熱膨脹系數越低。復合材料界面結合較弱

3、且內部殘余應力復雜，導致復合材料熱膨脹系數不穩(wěn)定，但是可以通過適當的熱處理來提高熱膨脹系數的穩(wěn)定性。通過Zr摻雜可以降低鈦酸鉛的居里溫度，PZT/Cu復合材料在較低溫度就能產生窄而強烈的負膨脹行。
　　增強體體積分數和分布情況明顯影響復合材料的熱導率。當增強體體積分數較高時，一方面增強體的低熱導率導致整個復合材料的熱導率降低，另一方面增強體體積分數較高時，復合材料中產生了更多的界面，界面阻礙熱傳導，從而進一步降低復合材料的熱導率。