Al2O3∕Cu复合材料的高温拉伸性能研究.pdf

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1、A1203／Cu复合材料的高温拉伸性能研究宋克兴，邢建东(西安交通大学材料科学与工程学院，陕西西安710049)摘要：A1203弥散强化铜基复合材料(A1203[Cu复合材料)因其具有优良的高强度高导电性能以及抗高温软化性能而成为备受瞩目的一种工程材料。f本文研究了A1203／Cu复合材料的室温和高温拉伸性能及微观组织。研究表明该材料相比Cu．Cr合金(Cr0．7％wt)具有优越的高温强度。微观组织观察表明该材料高温下优越的强度主要是因为弥散而细小的A1203颗粒的存在阻碍了位错运动，抑制了晶粒长大和cu基体的再结晶。动态回复和局部再结晶是主要的软化机制。断裂特征表现为局部

2、韧性断裂。)关键词：拉伸；A1203颗粒；弥散强化；高温中图分类号：TGl46．1文献标识码：AHighTemperatureTensilePropertiesofAl203／CuCompositeSONGKe—xing，XINGJian—dong(SchoolofMaterialsScienceandEngineering，Xi’anJiaotongUniversity,Xi’all710049，China)Abstract：AluminadispersionstrengthenedcoppercomposRe(A1203／Cucomposite)isanattracti

3、veengineeringmaterialforapplicationsrequiringhighstrength，highthermalandelectricalconductivitiesandresistancetosofteningatelevatedtemperatures．InthispaperthemicrostructureandtensilebehaviorofanA1203／Cucompositeisexamined．Theresultsshowthatthematerialmaintainsahighvalueofstrengthretentionra

4、tiocomparedtoCu-Cr(Cr0．7饥％)alloyatelevatedtemperatures．Thestrengthofthematerialdecreaseswiththeincreaseoftesttemperature．ThestudyonmicrostructurerevealthatthestrengtheningofA1203／CucompositeismainlyattributedtothepresenceofthealuminaparticleswhichCanrestrictthemobilityofdislocations，hinder

5、graingrowthandhamperthecoppermatrixrecrystallization．Dynamicrecoveryandlocalrecrystallizationisthemainsofteningmechanism．Thefracturefeaturesarereminiscentoflocallyductilefailure．Keywords：Tensile；Aluminaparticles；Dispersionstrengthening；Hightemperature高强高导铜合金已成为近年来人们研究的热点111。纯铜具有高的导电性、导热性及优

6、良的工艺性能，广泛应用于电子、电力等工业部门，但是纯铜的室温强度和高温强度均较低，难以满足实际应用的需要。因此，如何在保持较高电导率水平的前提下，大幅度地提高强度的问题，已成为铜基材料研究和开发的中心任务。传统提高铜基材料的方法有：应变硬化、固溶强化及沉淀强化，但是由于在高温下金属将发生再结晶，第二相粗化和溶解及金属间化合物长大，且固溶强化又会大大降低材料的传导率，因此使用以上强化方法，在室温条件下，可不同程度地提高材料强度，但在高温条件下，以上各种强化方法都将失效¨巧J。氧化物弥散强化铜合金，是在铜基体中引入了细小弥散分布的弥散相粒子，从而使基体强度，特作者简介：宋克兴(

7、1967-)男，副教授，西安交通大学博士研究生，从事金属功能材料研究。联系方式：e-mail：kxsong@mail．haust．edu．cn别是高温强度得到大幅度提高的一种铜合金16’7

8、。弥散铜常用的氧化物增强相有A1203、Th02、BeO、TiO、Cr02、Zr02等，其中A1203是最常用的弥散相。在A1203／Cu复合材料中，由于A1203颗粒硬，且在高温下热稳定性好及对Cu基体的不溶性，甚至在接近铜熔点的温度下都能保持其原来的粒度和间距，所以A1203／Cu复合材料在高温下能保持其大部分硬度。同时由于