二硅化鉬彌散強(qiáng)化銅復(fù)合材料的研究.pdf

1、彌散強(qiáng)化銅基復(fù)合材料具有優(yōu)良的導(dǎo)電性和高溫性能，廣泛應(yīng)用于汽車、電子工業(yè)等領(lǐng)域?；诮饘俟杌铮篗oSi2具有強(qiáng)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(diǎn)，且本身具有良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性，對(duì)銅的導(dǎo)電性影響不大，故可作為導(dǎo)電用銅的強(qiáng)化相。目前，對(duì)MoSi2彌散強(qiáng)化銅復(fù)合材料的研究至今未見報(bào)道。因此，本文對(duì)MoSi2彌散強(qiáng)化銅復(fù)合材料的制備與性能進(jìn)行了初步的探索性研究。 首先，采用高能濕法球磨對(duì)MoSi2粉體進(jìn)行了分

2、散細(xì)化，并采用化學(xué)包裹法和機(jī)械球磨法分別制備了兩種MoSi2/Cu復(fù)合粉體，隨后采用熱壓燒結(jié)技術(shù)制備了MoSi2/Cu塊體復(fù)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(yīng)變隨球磨時(shí)間的變化規(guī)律，并探討了濕法球磨MoSi2粉體的顯微結(jié)構(gòu)特點(diǎn)及其細(xì)化機(jī)理；第三，對(duì)化學(xué)包裹法制備復(fù)合粉體的工藝及性能進(jìn)行了比較系統(tǒng)的研究，探

3、討了包覆結(jié)構(gòu)的形成機(jī)制和影響因素；第四，對(duì)機(jī)械球磨法制備MoSi2/Cu復(fù)合粉體的組織形貌特征及其微觀結(jié)構(gòu)變化進(jìn)行了研究；最后，對(duì)MoSi2/Cu熱壓燒結(jié)試樣的力學(xué)性能、電學(xué)性能以及微觀組織和試樣致密度等進(jìn)行了分析和研究。 試驗(yàn)結(jié)果表明，濕法球磨100h后MoSi2粉術(shù)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(yīng)變呈現(xiàn)ε=17.0844D-0.4468的逆變關(guān)系。這里顆粒的細(xì)化主要取決于球磨初期研磨介質(zhì)進(jìn)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(tuán)聚長大等兩方面的作用。 采用化學(xué)包裹法可以制備出Cu包裹MoSi2的復(fù)合粉體。分析發(fā)現(xiàn)，MoSi2顆粒表面被細(xì)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(duì)復(fù)合粉體的包裹有較大影響；酸性

5、溶液可有效防止復(fù)合粉體的團(tuán)聚，包裹效果較好。包覆結(jié)構(gòu)取決于銅在MoSi2顆粒表面的沉積以及對(duì)復(fù)合粉體團(tuán)聚的控制。 試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，復(fù)合粉體在球磨過程中表現(xiàn)出先形成機(jī)械包裹體再破碎細(xì)化的演變過程。球磨60h復(fù)合粉體細(xì)化及包裹性能達(dá)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(fù)合粉體中MoSi2表現(xiàn)出衍射峰強(qiáng)度和晶粒尺寸先減小后變大，而顯微應(yīng)變

6、先增大后快速減小的反?，F(xiàn)象。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，熱壓燒結(jié)試樣的各項(xiàng)性能均優(yōu)于常壓氣氛保護(hù)燒結(jié)；采用熱壓燒結(jié)_1：藝可以制備出性能較好的MoSi2彌散強(qiáng)化銅材料；加入相同含量的MoSi2時(shí)，機(jī)械球磨熱壓燒結(jié)試樣的各項(xiàng)性能均好于化學(xué)包裹熱壓試樣；隨著MoSi2含量的增加，各試樣的致密度和導(dǎo)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(shí)抗拉強(qiáng)度逐漸下降的反?，F(xiàn)象，試驗(yàn)制備得到2％MoSi2彌散強(qiáng)化銅材料具有較好的綜合性能，其指標(biāo)為：相對(duì)密度97