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1、稀有金属快报铜基复合材料的研究张静平，梅炳初，朱教群，周卫兵（武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室，湖北武汉43007Q摘要：综述了7种制备铜基复合材料的工艺机理、待点,以及CuAIO5,Ci/VC,CRT%C^SC,4种复合材料的研究进展。内氧化法主要用于制备C咗40.）复合材料，其氧含量控制困难，成本昂贵；机械合金化法可制备超细颗粒强化的铜基复合材料，具有工艺简单，成本相对较低的特点，缺点是耗能大，易混入杂质；溶胶一凝胶法可制备超细氧化铝强化的铜基复合材料，工艺过程易控制；液相反应法可用来制备性能优良的Ci0%TB复合材料，基体
2、中颗料的含量、尺寸和分布易控制；固相反应生成法产品纯度高，易获得复杂相和亚稳定相，但产品致密度不高；反应喷射沉积法制得的产品晶粒细小，无宏观偏析，颗粒分布均匀，生产工艺简单，生产效率高。最后还分析了铜基复合材料研究中存在的问题。关键词：铜基；复合材料；制备方法；增强相中图法分类号：7B43文献标识码：A文章编号：1008-5939（200610-001-05收稿日期：2006-09-08基金项目：高等学校博士点基金（20050497002资助作者简介：张静平，男，1979年，硕士生，武汉理工大学材料复合新技术国家重点实验室，湖北武汉43
3、0070,电话：027—87651837—840&E-mailpinghuanshen^sohucan随着电子器件的集成化和封装化，要求配套的材料不仅具有良好的导电性、导热性、弹性和韧性，而且还应具有较高的耐磨性和抗拉强度，较低的热膨胀系数，良好的成型、电镀及封装性能叫铜及铜合金是传统的高导电、高导热材料，在电器、仪表和军工等工业部门有着许多重要的用途。随看航天和电子等工业的迅猛发展，对材料的综合性能提出了更高的要求，例如大规模的集成电路引线框架材料需要抗拉强度＞600MPa,电导率＞5.2抗高温软化温度＞800KKo传统的铜及铜合金材
4、料由于强度和耐热性不足，其应用受到很大的限制。而提高铜合金的强度在很大程度上是以牺牲电导率和热导率为代价的。因此，为解决这一矛盾，铜基复合材料（C必应运而生。该材料以优良的导电性能和高强度，成为一种性能优异的功能材料，主要应用于集成电路的引线框架、点焊和装焊机的电极、触头材料、电枢和电动工具的换相器以及受电弓滑板等方面哄」。1铜基复合材料的制备方法1.1内氧化法内氧化法口前主要用于制备CijA1O3复合材料。其工艺过程为：①将铜铝固溶合金熔体用氮气之类的高压气体雾化，制得粉末；②将得到的粉末与氧化剂（细小的氧化铜粉末）混合；③将混合粉加
5、热到高温，使氧化铜分解，同时生成的氧扩散到铜铝固溶合金的颗粒中，与铝反应生成AK2（铝比铜更易生成氧化物）;④待铝完全被氧化后，在氢或分解氨气氛中将粉末加热，以还原粉末中过量的氧，最终制备出CuAQ复合材料。该工艺的缺点主要是反应过程中所需要的氧含量难以控制，而且生产成本印贵號1.2机械合金化法机械合金化（MA是将不同的金属粉末和硬质粒子在高能球磨机屮长时间研磨，使金属原料达到原子级水平的紧密结合，同时将硕质粒子均匀地嵌入金属颗粒中叫这种方法最初由Benjanin等。在解决润湿性问题时提出，已在许多材料（如金属间化合物、非晶、准晶材料、
6、纳米材料等）的制备中得到应用。娄燕等別将0.5^im的SE粉末和610^1m的电解铜粉混合，在高能球磨机中按转速400ptfiin,球料比5:1,球磨时间为9h混合均匀，并将得到的Cu/SC复合粉末，以压制一烧结-热轧一冷轧退火的工艺流程制备出了Ci^SC复合材料。机械合金化法与其它原位合成方法相比，既避开了复杂的凝固过程，又能使基体相的晶粒超细化。用机械合金化法合成超微细难熔金属化合物（如NbC,TC,MoC,NbB,TiB,ZiN,可使难熔金属化合物颗粒细化到纳米级。在高温条件下，这种超细的増强体颗粒可有效抑制基体相的再结晶与晶粒长
7、大。此外，粉末系统的储能很高，有利于降低其成型致密化温度。机械合金化法制备铜基复合材料具有工艺简单、成本相对较低的特点。缺点是能耗大,材料在制备过程中容易混入杂质。1.3机械混合法机械混合法是将2种金属粉末以一定的比例装于球磨罐屮，密封后以一定的旋转速度进行混料。这种混料方式，除了能使粉末混合均匀外，还兼有高能球磨能进一步粉碎添加相并控制粉末粒度的作用。混料前一般要在球磨罐中通入保护气体（如惰性气体），以防止粉末的氧化。有时为了防止粉末在混料过程中的粘结，还需加入适当的润滑剂。用这种方法制备铜基复合粉末，工艺参数容易控制，成本也比较低铁
8、1.4溶胶一凝胶法溶胶施胶法也常用来制备铜基复合材料。以CiMIO3复合粉末的制备來加以说明。在适量的AKNO）39H2O中加入蒸他水，制得硝酸铝水溶液,将氨水逐滴滴入快速搅拌的硝酸铝水溶液屮，直至pH为9
