sicltpgtcu复合材料的制备及其组织性能研究

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1、摘要高强高导铜合金是制备大规模集成电路引线框架、电车及电力火车架空导线等的优良材料。颗粒弥散强化铜基复合材料是目前制备高强高导铜合金的研究热点。弥散在铜基体中的增强相的粒度、形态和分布决定着这类铜合金性能，颗粒越细小，分布越均匀，合金性能愈优越。本文以高纯铜粉、SiC粉末为实验材料，利用卧式行星球磨机、100T压力机、真空高温烧结炉及真空高温热压炉等实验设备，研究了高能球磨法制备超细SiC颗粒和机械合金化法制备SiCP/Cu复合材料的工艺，采用激光粒度仪、扫描电镜、硬度计等测试设备，研究了工艺参数对SiC增强颗粒粒度、形貌的影响和制备工艺对SiCP/Cu复合材料性能、组织的影响规律。主要结

2、论如下:(1)高能球磨机具有较大的惯性力，对粉料产生频繁强烈撞击、碾压和搓擦等作用，使颗粒有显著的粉碎细化。(2)在高能球磨法制备SiC粉末的过程中，球磨时间和转速显著影响SiC粉末的粒度和形貌。延长球磨时间能有效减小SiC粉末的粒度，使得粒度分布范围变窄；增加球磨转速,能有效地减小颗粒尺寸，缩短球磨所需时间，颗粒的均匀性较好；但当转速高达450r/min时，冲击作用力加强，导致陶瓷磨球磨损严重，甚至破碎。在球磨过程中加入工艺控制剂，可有效的防止颗粒粘附在磨球和磨罐上，并改善了粉末的均匀性。(3)在本文实验条件下，制备超细SiC粉末的优化工艺条件为:添加工艺控制剂为乙醇，球磨转速为400r

3、/min，球料比为10:1，球磨时间为30h。制备的SiC粉末粒径集中分布在0.12～6.41µm范围内，中位粒径D50为0.80µm。(4)在本文实验条件下，随着SiC质量百分含量的增加，SiCP/Cu复合材料的致密度和相对导电率有所下降，而硬度逐渐升高。冷压成形真空烧结获得的SiCP/Cu复合材料，导电率高达85.5％IACS，硬度高达120.44HV。机械合金化法制备的SiCP/Cu复合材料中，增强相颗粒的分布较均匀、弥散。(5)在本文实验条件下，热压烧结成形的SiCP/Cu复合材料的致密度和导电率较高，但硬度的提高幅度不大。采用机械合金化工艺制备的经热压烧结成形的SiCP/Cu复合

4、材料导电率高达87.3％IACS，硬度高达124.65HV。关键词：弥散强化，高能球磨，机械合金化，高强高导铜合金-I-ABSTRACTHigh-strengthandhigh-conductivitycopperalloysaregoodmaterialsthathavebeenusedforlarge-scaleintegratedcircuitleadingwireframing,trolleyandpowertrainaerialwireetal.ParticledispersionreinforcedCu-matrixcompositesarehotspotsinthefield

5、ofpreparinghigh-strengthandhigh-conductivitycopperalloysatpresent.Thepropertiesofthosecopperalloysdependonparticlesize,shapeanddistributioninCu-matrixcomposites.Themoreuniformandsmallerparticle,themoresuperiorpropertiesofalloyare.Inthispaper,high-purityCupowderandSiCpowderwereusedastestmaterial.Th

6、eequipmentssuchashorizontalplanetaryattritor,100Tpressmachine,vacuumsinteringfurnaceandvacu-thermhot-pressedfurnacewereused.TheprocessofpreparingultrafineSiCpowdersforthereinforcementphasewithhigh-energymillingwasstuded.TheCu-matrixcompositesreinforcedwithSiCpreparedbymechanicalalloyingwerealsores

7、earched.TheeffectsoftheprocessingparametersonthesizeandshapeofSiCparticleandthepropertiesandstructureofCu-matrixcompositeswereinvestigatedbyusinglasersizeinstrument,scanningelectronmicroscopyandhardometer.Themain