Cu-SiC復(fù)合材料非晶相界面設(shè)計(jì)與性能研究.pdf

1、AthesissubmittedtoZhengzhouUniversityforthedegreeofMasterThedesignofamorphousgrainboundaryandpropertiesofCu／SiCcompositesByPenghuiWangSupervisors：ProfRuiZhangMaterialsScienceSchoolofMaterialsScienceandEngineeringMay2013摘

2、要摘要SiC／Cu復(fù)合材料有著良好的力學(xué)、熱學(xué)和電學(xué)性能，使其有望成為新一代“結(jié)構(gòu)／功能”一體化的高性能復(fù)合材料，并將在航空航天領(lǐng)域發(fā)揮重要的作用。SiC和Cu界面潤濕性和增強(qiáng)體相分散的均勻性對(duì)復(fù)合材料的性能影響很大。所以兩相界面的潤濕性差限制了SiC／Cu復(fù)合材料的應(yīng)用。本文通過粉體包裹工藝，先在SiC顆粒外面包裹一層非晶玻璃相，再在包裹有玻璃相的SiC粉體采用化學(xué)置換法包裹單質(zhì)銅。實(shí)現(xiàn)了SiC顆粒與Cu的均勻分散，改善了界面相容性：

3、通過真空熱壓燒結(jié)實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料致密化；分別用差熱熱重分析儀、掃描電鏡一能譜儀、x射線衍射儀對(duì)界面介質(zhì)含量的相關(guān)試樣的特性進(jìn)行分析。通過界面成分與結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)，對(duì)SiC／Cu界面進(jìn)行調(diào)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)SiC／Cu復(fù)合材料電學(xué)性能的調(diào)控。對(duì)制備的Cu／SiC復(fù)合材料進(jìn)行電性能測試，研究界面非晶玻璃相對(duì)材料高溫電性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在780。C下保溫2h，4Si02一K20在SiC／Cu復(fù)合材料界面形成玻璃相。界面玻璃相的添加，可以有效改善Cu與

4、SiC界面的潤濕性，隨著SiC／Cu界面組分及界面層厚度的改變，復(fù)合材料的致密度、硬度均有所改變。界面玻璃相的添加量對(duì)材料的性能影響很大，15v01％的Si02能制備最佳的玻璃相厚度，樣品性能最好。界面玻璃相中添加La203，對(duì)材料硬度有一定的提高，更重要的是可以有效改善材料的高溫電性能。SiC／Cu復(fù)合材料在高溫下出現(xiàn)界面空間電荷極化現(xiàn)象，出現(xiàn)不同的高溫電阻變化特征。不同界面結(jié)構(gòu)，空間電荷極化現(xiàn)象出現(xiàn)不同的變化規(guī)律，對(duì)應(yīng)于不同的空間電