粉末冶金法制备纳米mgo颗粒增强铜基复合材料

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1、复合材料特种铸造及有色合金２０１１年第３１卷第１０期粉末冶金法制备纳米ＭｇＯ颗粒增强铜基复合材料郑翠华１，２１，２１，２，３１，２１，２宋克兴国秀花李韶林丁宗业（１．河南科技大学材料科学与工程学院；２．河南省有色金属材料科学与加工技术重点实验室；３．西安理工大学材料科学与工程学院）摘要采用粉末冶金法制备了不同体积分数的纳米ＭｇＯ颗粒增强铜基复合材料，测定了ＭｇＯ／Ｃｕ复合材料的密度、硬度和电导率，并进行了微观组织观察。结果表明，随着ＭｇＯ颗粒含量的增加，ＭｇＯ／Ｃｕ复合材料的密度和电导率降低，硬度先升高后降低，当ＭｇＯ体积分数达到

2、２．５％时，综合性能最好。微观组织观察表明，热挤压后，增强相颗粒弥散分布在铜基体上；随着增强相体积分数的增加，颗粒出现团聚并聚集在铜基体晶界处。关键词粉末冶金法；纳米ＭｇＯ颗粒；电导率；密度；硬度中图分类号ＴＢ３３３文献标志码Ａ文章编号１００１－２２４９（２０１１）１０－０９５５－０４ＤＯＩ：１０．３８７０／ｔｚｚｚ．２０１１．１０．０２１ＭｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒｅａｎｄＰｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆＮａｎｏ－ＭｇＯＰａｒｔｉｃｌｅＲｅｉｎｆｏｒｃｅｄＣｏｐｐｅｒＭａｔｒｉｘＣｏｍｐｏｓｉｔｅｓＰｒｅｐａｒｅｄｂｙＰｏｗｄｅｒＭｅｔａ

3、ｌｌｕｒｇｙ１，２，ＳｏｎｇＫｅｘｉｎｇ１，２，ＧｕｏＸｉｕｈｕａ１，２，３，ＬｉＳｈａｏｌｉｎ１，２，ＤｉｎｇＺｏｎｇｙｅ１，２ＺｈｅｎｇＣｕｉｈｕａ（１．ＳｃｈｏｏｌｏｆＭａｔｅｒｉａｌＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎｇ，ＨｅｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ；２．ＨｅｎａｎＫｅｙＬａｂｏｒａｔｏｒｙｏｆＡｄｖａｎｃｅｄＮｏｎ－ＦｅｒｒｏｕｓＭｅｔａｌｓＭａｔｅｒｉａｌｓａｎｄＰｒｏｃｅｓｓｉｎｇ；３．ＤｅｐａｒｔｍｅｎｔｏｆＭａｔｅｒｉａｌｓＳｃｉｅｎｃｅａｎｄＥｎｇｉｎｅｅｒｉｎ

4、ｇ，Ｘｉ＇ａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙｏｆＴｅｃｈｎｏｌｏｇｙ）Ａｂｓｔｒａｃｔ：Ｔｈｅｖａｒｉｅｄｖｏｌｕｍｅｔｒｉｃｆｒａｃｔｉｏｎｎａｎｏ－ＭｇＯｐａｒｔｉｃｌｅｒｅｉｎｆｏｒｃｅｄｃｏｐｐｅｒｍａｔｒｉｘｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ（ＭｇＯ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ）ｗｅｒｅｐｒｅｐａｒｅｄｂｙｐｏｗｄｅｒｍｅｔａｌｌｕｒｇｙｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙ．Ｔｈｅｈａｒｄｎｅｓｓ，ｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅＭｇＯ／Ｃｕｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｗｅｒｅｅｘａｍｉｎｅｄ，ａｎｄｉｔｓｍｉｃｒｏｓｔｒｕｃｔｕｒ

5、ｅｗａｓｏｂｓｅｒｖｅｄ．Ｔｈｅｒｅ－ｓｕｌｔｓｉｎｄｉｃａｔｅｔｈａｔ，ｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｎＭｇＯｐａｒｔｉｃｌｅｃｏｎｔｅｎｔ，ｄｅｎｓｉｔｙａｎｄｅｌｅｃｔｒｉｃｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙｏｆｔｈｅｃｏｍ－ｐｏｓｉｔｅｓａｒｅｄｅｃｒｅａｓｅｄ，ｈｏｗｅｖｅｒ，ｈａｒｄｎｅｓｓｉｓｆｉｒｓｔｌｙｉｎｃｒｅａｓｅｄａｎｄｔｈｅｎｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅｄｅｓｉｒａｂｌｅｃｏｍｐｒｅ－ｈｅｎｓｉｖｅｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｔｈｅｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓｃａｎｂｅｏｂｔａｉｎｅｄｗｉｔｈ２．５％ＭｇＯｐａｒｔｉｃｌｅ．Ｒｅ

6、ｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔｉｓｕｎｉ－ｆｏｒｍｌｙａｎｄｄｉｓｐｅｒｓｅｄｌｙｄｉｓｔｒｉｂｕｔｅｄｉｎｔｏｔｈｅｃｏｐｐｅｒｍａｔｒｉｘａｆｔｅｒｈｏｔｅｘｔｒｕｓｉｏｎ．Ｗｉｔｈｉｎｃｒｅａｓｉｎｇｉｎｖｏｌｕ－ｍｅｔｒｉｃｆｒａｃｔｉｏｎｏｆｒｅｉｎｆｏｒｃｅｍｅｎｔ，ｎａｎｏ－ｐａｒｔｉｃｌｅｓａｐｐｅａｒｔｏｇｅｔｈｅｒａｎｄｇａｔｈｅｒｉｎｇｒａｉｎｂｏｕｎｄａｒｙｏｆｃｏｐｐｅｒｍａｔｒｉｘ．ＫｅｙＷｏｒｄｓ：ＰｏｗｄｅｒＭｅｔａｌｌｕｒｇｙ，ＭｇＯＮａｎｏ－ｐａｒｔｉｃｌｅ，ＥｌｅｃｔｒｉｃＣｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔｙ，Ｄ

7、ｅｎｓｉｔｙ，Ｈａｒｄｎｅｓｓ［１～４］纳米颗粒弥散强化铜基复合材料是指在铜基体中度。铜基复合材料因其具有优良的力学性能、较高引入了细小而弥散分布的弥散强化相颗粒的一种铜基的耐磨性和良好的导电导热性，被广泛应用于电力、电复合材料，该颗粒阻碍了位错运动，从而使基体强度，特子、机械等工业领域，可用作连铸机结晶器、集成电路引别是高温强度得到大幅度提高。一般来讲，引入的弥散线框架、电气化铁路接触导线及电阻焊电极等方面。寻强化相颗粒需要硬度和强度高、高温下热稳定性好以及求既具有高导电导热性又具有良好力学性能的纳米增对铜基体具有不溶性，甚至在

8、接近铜熔点的温度下都能强颗粒，对于铜基复合材料的研究和应用具有非常重要［５～７］保持其原来的粒度和间距。因此，颗粒弥散强化铜基复的意义。合材料在保持铜基体优越的导电、导热性能的同时，还颗粒弥散强化铜基复合材料性能的提高取决于均具有高的室温强度和硬度