機(jī)械活化-共還原法制備納米鉬銅復(fù)合粉末及其燒結(jié)性能的研究.pdf

1、鉬銅復(fù)合材料由于具有低膨脹及高導(dǎo)熱的優(yōu)異特性,在電子材料領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用前景。采用常規(guī)的熔滲和活化液相燒結(jié)等方法制備的鉬銅復(fù)合材料在綜合性能方面難以滿足現(xiàn)代科技的要求。因此,研究鉬銅復(fù)合材料的制備工藝以改善其綜合性能具有重要的實(shí)用價(jià)值。
　　 本文采用差熱熱重分析(DSC-TG)、X射線衍射(XRD)、掃描電鏡(SEM)、透射電鏡(TEM)等分析手段研究了機(jī)械活化-氫氣共還原法制備納米鉬銅復(fù)合粉末其燒結(jié)工藝。深入探討了機(jī)械活

2、化處理對(duì)納米鉬銅復(fù)合粉末的制備溫度及其形貌的影響,從熱力學(xué)角度討論了還原過(guò)程反應(yīng)進(jìn)行的可行性,并對(duì)復(fù)合粉末的低溫還原機(jī)理以及粉末晶體生長(zhǎng)模型進(jìn)行了研究。最后探討了納米鉬銅復(fù)合粉末的燒結(jié)工藝,研究了燒結(jié)體性能并討論了燒結(jié)溫度對(duì)這些性能的影響。
　　 對(duì)MoO3和CuO原始粉末預(yù)磨12 h,在531℃下焙燒可得到CuMoO4-MoO3前軀體粉末,即球磨處理降低了前軀體粉末的制備溫度。對(duì)CuMoO4-MoO3前軀體粉末進(jìn)行機(jī)械活化處理

3、(高能球磨20 h),球磨過(guò)程中CuMoO4轉(zhuǎn)變?yōu)椴环€(wěn)定、易分解的Cu3Mo2O9。這種物質(zhì)在較低溫度(200℃)下分解出MoO2,促進(jìn)還原過(guò)程的進(jìn)行,使前軀體能夠在低溫(680℃)下制備晶粒尺寸為100～200 nm的Mo-Cu納米復(fù)合粉末。該粉末顆粒具有“鉬包覆銅”的包覆型晶體結(jié)構(gòu),不但使鉬、銅兩相分布極為均勻,而且有效的抑制了銅相的長(zhǎng)大。
　　 將所制備的納米鉬銅復(fù)合粉末在不同溫度下燒結(jié),研究發(fā)現(xiàn)燒結(jié)溫度對(duì)Mo-25％Cu

4、的組織性能具有重要影響。在固相燒結(jié)階段,鉬銅復(fù)合材料的致密度及其他各項(xiàng)性能均隨著溫度的升高而增高。納米鉬銅復(fù)合粉末的最佳燒結(jié)溫度在1050℃,此溫度下鉬銅復(fù)合材料的密度、硬度、電導(dǎo)率、導(dǎo)熱系數(shù)及熱膨脹系數(shù)分別為9.31 g·cm-3、214 Mpa、22.4 MS·m-1、147 Wm-1K-1、8.5×10-6K-1。
　　 液相燒結(jié)法制備的鉬銅復(fù)合材料由于銅的表面滲出而出現(xiàn)反致密化的現(xiàn)象,從而導(dǎo)致各種力學(xué)及物理性能的大幅降低