粉末冶金法制备铜铝梯度功能材料及性能研究

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1、摘要采用粉末冶金叠层法制备了Cu／AI梯度功能材料。通过相对密度实验，金相实验，扫描电镜形貌观察及成分分析，x射线衍射实验。显微硬度实验，电导率实验，研究不同压制应力，一次、二次烧结温度对相对密度，显微硬度，电导率及生成AI—Cu阊化合物的影响。研究发现。一次烧结温度越高，试样的相对密度越高：烧结温度越高，生成的AI．Cu间化合物种类和数量增多，显微硬度越高；一次烧结温度和二次烧结温度在刚超过铜铝合金共晶温度为最佳温度，此时烧结可获得较高电导率；成分为6层、经500MPa一次压制、560℃一次烧结、565℃二次烧结的试样电导率最

2、高，为38．4MS／m，此工艺为最佳工艺。关键词：压制应力；相对密度；烧结温度；显微硬度；电导率ABSTRACTCopper／aluminumfunctionallygradedmaterialsampleswerepreparedbypowderoverlay．Relativedensityexperiment,metallographyexperiment,patternobservationandcompositionanalysiswithscanningelectronicmicroscope,X-rayexperim

3、ent,mierohardnessexperiment,conductivityexperimentwereexamined，inordertostudytheinfluenceofdifferentpressiIlgstress,thefirstandthesecondsinteringtemperatureonrelativedensity,microhardness，conductivityandgeneratingcopper／aluminumintermetalliccompound．Itwasfoundthatthe

4、firstsinteringtemperaturewashigher，andrelativedensityofsamplegotlargef；,typesandquantityofcopper／aluminumintermetattiecompoundincreasedassinteringtem鄹amregothigher,,microhardnessofsamplewashigherduetomorecopper／aluminumintermetalficcompound；higherconductivitycouldbeo

5、btainedwhensinteringtemperatureWasjustabovecopper／aluminumalloyemecticpoint；thebestprocessingwas6layers,500MPafirstpressingstress，560"Cfirstsinteringtemperature,565"Csecondsinteringtemperature．thesamplepreparedbyitcouldobtainhigherconductivity38．4MS／m．Keywords：pressi

6、ngstress,relativedensity；sinteringtemperature；mierohardness；conductivity创新点声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果：用粉末冶金法制各了铜．铝梯度功能材料，用正交试验法得到最高电导率的最佳工艺，并针对不同成分、压制应力、一次烧结温度、二次烧结温度等工艺因素对生坯、试样相对密度，显微组织，成分和结构，各层的显微硬度及电导率的影响做了分析。尽我所知，到目前国内外文献未见报道。辽宁工程技术大学硕士学位论文1绪论粉末冶金法是先

7、进材料一一梯度功能材料、金属基与陶瓷基复合材料、高熔点难熔金属及合金、新金属材料、精细陶瓷研制、开发，生产所不可缺少的技术手段。而烧结是该技术中一个极其重要的工艺环节。烧结调节控制得当，烧结体的密度和其它物理、机械性能可以接近或达到相同成分的致密材料的水平。从本质上讲，粉末或颗粒的烧结过程是多因素(粉末粒度、纯度、气氛、压力、温度)影响下的物理化学过程。在制备不同材料时，粉末粒度、纯度、气氛、压力、温度对烧结的进行，设计性能的获得的影响程度不尽相同。在采用粉末冶金法制备梯度功能材料时，一要考虑梯度功能材料所要获得的性能；二要选择

8、合适的基础材料，即选择合适种类、纯度的粉末或颗粒及合适的粒度：三要根据性能要求和粉末特性设计实现成分、缺陷或功能等梯度化分布的方法；四要兼顾性能、工艺的操控性等方面选择最佳的烧结气氛、烧结温度和烧结升温、保温时间等烧结工艺。本研究是为制备铜和铝导线中间过渡接头，