粉末冶金法制备sicltpgtcu复合材料工艺研究

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1、论文题目：专业：硕士生：指导教师：粉末冶金法制备SiCp／Cu复合材料工艺研究材料学陈栋杜双明摘要(签名)之垒毖(签名)SiCp／cu复合材料是一种新兴的“结构．功能”一体化材料，它综合了增强体SiC和基体铜的优良特性，具有较好的导电性能、力学性能和可调的热膨胀系数，因而有着广阔的应用前景。本文首先以50微米p．SiC粉体为研究对象，采用化学镀Cu包覆SiC颗粒，通过正交实验确定了最佳镀液配方，研究了镀液温度、镀液pH、络合剂等因素对化学镀铜质量的影响，利用SEM和EDS对SiC托u复合粉体的表面形貌和化学组成进行了分析。然后将铜包裹SiC颗粒形成

2、的SiCp／Cu复合粉体与铜粉直接混合，在不添加任何烧结助剂的条件下在900℃真空保温2小时制备了SiC分别为30v01％、40V01％、50v01％的SiCD／Cu复合材料，利用光学显微镜和SEM分别分析了复合材料的显微组织和断口形貌，利用xI山分析了复合材料的相结构。测试分析了SiCD／Cu复合材料的硬度、摩擦磨损性能、导电性能、热膨胀性能随SiC体积分数的变化规律。取得以下主要成果：在50℃、pH=12．5，采用以硫酸铜30∥L，EDTA·2Na盐lg／L，亚铁氰化钾29／L，氢氧化钠34∥L，甲醛24ml／L和酒石酸钾钠105g／L组成的镀

3、液进行化学镀，SiC颗粒表面的Cu包覆层均匀致密，SiC颗粒与铜镀层的界面结合较强。酒石酸钾钠和EDTA·2Na盐组成的双络合剂的镀层质量的镀层质量优于单络合剂(酒石酸钾钠)的镀层质量。利用SiC颗粒颗粒表面Cu镀层微晶的低熔点(983℃)特性，改善了SiC颗粒与Cu的烧结性能，实现了铜镀层和铜粉快速致密化，复合材料致密度达到96％，而且SiC颗粒在铜基体中分布比较均匀，没有明显的偏聚现象；SiC∥u复合材料的相组成物为Cu和SiC，没有其它任何反应产物出现。当SiC体积分数小于40％时，SiCp／fCu复合材料的硬度和耐磨性由SiC体积分数所控制

4、；当SiC体积分数大于40％时，SiCD／Cu复合材料的硬度和耐磨性由孔隙率所控制。40v01％SiC∥：u复合材料的硬度达到25．2HRC。SiC粉体的加入明显提高了铜的耐磨性。SiC口／Cu复合材料的磨损机理是磨粒磨损和粘着磨损共同作用的结果，30％SiCD／Cu复合材料主要表现为Cu的粘着磨损，随着SiC体积分数的增加，SiC颗粒的磨粒磨损就越明显。SiC粉体的加入显著降低复合材料的热膨胀系数，但也使复合材料的室温电阻率大幅度提高。关键词：化学镀铜；．粉末冶金；sicp／cu复合材料；摩擦磨损性能研究类型：应用研究Subject：Resear

5、chofsiCp／CuCompositePreparedbyPowderMetallurgyandItsPropertiesSpecial坶：MateriaIsScienceName：ChenDongInstructor：ShuangmingDuABSTRACT(Signature)(Signatu代)SiCp／CucompositeisanewstmctumI-如nctionaliIlte留ationmaterial，wllichhasapromisingpotentiaJin如t1Jrec印plicationduetotheirgoodcomb

6、inationofelecmcconduetiVity(EC)，mechanicalpropenyandtajloral)leCTE．The50¨mp—SiCpo、VderwaSusedinpresemwork，锄dcoated诵t11Cubyelectrolesscopperplatingprocess，t11entllecompositionandmo印hologyofsicp／cucompositepo、VderswerealsoanaIyzedbySEMandEDSmethods．SiC∥ucompositeswerefabricatedb

7、yvacu啪at900℃forthecoatedpowder，龇VoluIIleofSiCinmecompositesw嬲of30V01％，40V01％and50V01％respectiVely．111ernjcrostmctu】汜aIldinterf．aces缸1Jctureofthesicp／cucompositeswereobsenredbymetallo伊印mcmicroscope锄dsEMmethods，andthephaSeStmctL鹏ofthesiC∥uc锄positeswereobserVedbyxRDmethod．neRockw

8、euhardness，衔ctionalwearproper吼electricconductivit)r(EC)andcoe