高强高导tib2―cu基复合材料探究现状和展望

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1、高强高导TiB2-Cu基复合材料探究现状和展望摘要：TiB2Cu基复合材料具有高强度、高导电性等优异性能，有着广泛的应用前景•重点介绍了高强高导TiB2Cu基复合材料的制备方法，并对其发展趋势进行了展望.关键词：高强高导；TiB2Cu基复合材料；研究现状；展望中图分类号：TB331文献标识码：AResearchSituationandProspectsforHighStrengthandHighElectricalConductivityTiB2CuMatrixCompositesHEDaihua,LIUPing,LIUXinkuan,MAFe

2、ngcang,LIWei,CHENXiaohong,GUOKuixuan,LIUTing(SchoolofMaterialsScienceandEngineering,UniversityofShanghaiforScienceandTechnology,Shanghai200093,China)Abstract:TheTiB2Cumatrixcompositeswithexcellentperformancesofhighstrengthandhighelectricconductivityhaveextensiveapplicationpr

3、ospects.Inthepaper,wefocusonthefabricationtechniquesofTiB2Cumatrixcomposites.Theprospectsforthecompositesarealsopreserited.Keywords:highstrengthandhighelectrieconductivity；TiB2Cumatrixcomposites；researchsituation；prospect0前言高强度导电材料在航空、航天、电工及电子等行业有着极为广泛的用途，如电车及电力火车架空导线、大容量触头开

4、关、电阻焊电极、电触头、集成电路引线框架等，都需要既具有高导电导热性又具有高强度的耐热稳定性材料[1].铜基复合材料具有高耐热稳定性和高强高导的特点，克服了传统铜合金的某些不足，大大提高了使用温度范围，能较好地满足以上需求，因此，铜基复合材料近年来得到了较大的发展.利用弥散耐热稳定性好的陶瓷粒子强化铜基体是一种很好的方法•其中TiB2陶瓷颗粒具有高熔点、高硬度、髙弹性模量，耐磨性好，热膨胀系数较低和高导电导热等特性，同其他陶瓷增强材料相比，它使金属的导电率、热导率下降量较小，使得TiB2Cu基复合材料具有较高的导电率和高的软化温度，因而TiB2

5、作为铜基增强相的研究，已成为复合材料研究领域的一大热点[23].TiB2Cu基复合材料既具有优良的导电性，又具有高的强度和优越的高温性能，被认为是极有发展潜力和应用前景的新型功能材料，已逐渐受到各国的高度重视[45].TiB2增强铜基复合材料的力学性能，主要取决于铜基体、增强体的性能以及增强体与铜基体之间界面的特性•用于制备TiB2Cu基复合材料的传统方法，主要是非原位复合方式，即直接添加陶瓷强化粒子到熔融或粉末基体中，强化相与陶瓷金属基复合材料的合成不是同步完成•但外加的增强颗粒往往比较粗大，增强体与基体润湿性差，颗粒/基体界面反应始终是影响

6、传统搅拌铸造和粉末冶金的技术难题[6]•本文主要介绍了目前较有发展前途的、能使第二相弥散分布于基体中、甚至具有纳米级颗粒增强铜基复合材料的原位复合制备方法.上海有色金属第34卷第1期何代华，等：高强高导TiB2Cu基复合材料的研究现状及展望1纳米级颗粒增强铜基复合材料的制备方法1.1机械合金化法机械合金化法（MA）是Benjamin[7]等于20世纪60年代为解决TiB2Cu基复合材料中的浸润性问题而最先提出的,其原理是利用固态粉末直接形成合金的一种方法，后来为广大学者接受并广泛使用.Biselli[7]等在1994年利用机械合金化法球磨Cu、

7、Ti和B粉，经适当的热处理制取出TiB2Cu复合材料.X射线衍射和EDS分析表明，球磨粉只有加热到600°C附近才反应生成T1B2,到800°C附近反应完成.TEM观察发现，Cu5%(体积百分比)TiB2合金700°C挤压后在晶粒内部和晶界上分布有5〜15nm的TiE2粒子.球磨粉在退火初期，硬度不断增加，到600°C附近达峰值，这是由于Ti和B粉发生反应生成稳定的硼化物所致，更高温度时硬度稍有降低，但降幅很小•西安交通大学董仕节［89］等研究了烧结工艺和TiB2含量对TiB2增强铜基复合材料性能的影响.提出TiB2/Cu复合材料导电率定量计算

8、公式如下［10］：a=o01-11+0.87/c(1)o为铜基复合材料导电率，为基体铜的导电率，c为TiB2体积含量.李京徽［11］采用机械合金化方法