制备工艺对Al_2O_3/Cu复合材料载流摩擦磨损性能的影响

以Al2O3颗粒为增强相,分别采用内氧化法和粉末冶金法制备了Al2O3/Cu复合材料,并在HST100型载流高速试验机上进行了载流摩擦磨损性能测试,研究了制备工艺对Al2O3/Cu复合材料载流摩擦性能的影响。结果表明,内氧化法制备的A12O3/Cu复合材料的导电率和硬度均高于粉末冶金法制备的A12O3/Cu复合材料,且内氧化法比粉末冶金法制备的Al2O3/Cu复合材料具有更低的磨损率和摩擦系数。微观组织观察表明,内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料内部Al2O3颗粒分布均匀,且Al2O3颗粒与铜基体的界面结合整齐致密无污染,这是内氧化法比粉末冶金法制备的Al2O3/Cu复合材料具有更优抗载流摩擦磨损性能的主要原因。     

制备方法对Al2O3/Cu复合材料组织和性能的影响

以纳米Al2O3为增强相,分别采用内氧化法、冷压烧结法、SPS法制备了Al2O3/Cu复合材料,测试了3种不同工艺方法制备的复合材料的性能,并通过扫描电镜观察了其微观组织.结果表明,内氧化法制备的复合材料中Al2O3颗粒在铜基体上分布较为均匀,硬度HBS最高可达115,综合性能最好;冷压烧结法制备的复合材料综合性能较差;SPS法制备的复合材料致密度和电导率较高,分别达到99.18％和55.68 MS/m,但硬度较低.     

内氧化法制备Al2O3/Cu点焊电极的装机试验

采用内氧化法制备了0．6Al2O3／Cu复合材料，以该复合材料棒材为原料制备了点焊电极，并进行了装机试验和微观组织结构分析。研究结果表明：采用内氧化法制备的0．6Al2O3／Cu复合材料在铜基体中弥散分布着纳米级细小Al2O3颗粒。由于Al2O3颗粒硬度高，热稳定性和化学稳定性好，使该复合材料制备的点焊电极抗塑性变形能力强、抗坑蚀能力优良、再结晶温度高，并具有优越的抗粘接能力，使用寿命是铬锆铜电极的3倍多。     

内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料的电蚀特性

以Cu2O为氧源，采用内氧化法制备了Al2O3／Cu复合材料，通过电火花试验研究了该复合材料的电蚀特性，并进行了微观组织结构分析。结果表明，采用内氧化法制备的Al2O3／Cu复合材料，在铜基体中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒；在基本保证与紫铜相同加工速度的前提下，Al2O3／Cu复合材料工具电极的相对损耗和工件表面粗糙度均小于紫铜工具电极，且在试验范围内Al2O3／Cu复合材料工具电极损耗和工具表面粗糙度均随Al2O3含量的增加而降低。     

Cu-Al合金平板内氧化组织性能研究

采用简化的内氧化工艺制备了Al2O3/Cu复合材料,研究不同内氧化时间(3～10h)及不同变形量(20%～80%)下的Al2O3/Cu复合材料的显微硬度和导电率,并对其显微组织进行了分析。结果表明:内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒;复合材料的表面和内部的晶粒大小明显不同,表面晶粒较小(粒径10～30μm);冷加工变形量越大,Al2O3颗粒与位错的缠结越严重;经900℃内氧化制备的Al2O3/Cu复合材料具有良好的导电率和显微硬度。     

内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料的再结晶

利用内氧化法制备了Al2O3/Cu复合材料,研究了该材料在不同冷拔变形量和Al2O3含量下,其硬度值随退火温度变化的规律,并进行了显微组织结构分析。结果表明:采用内氧化法制备的Al2O3/Cu复合材料,在铜基体中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒;经900℃×1h退火后,其硬度可保持室温的87%以上;其再结晶温度高达1000℃;变形量和Al2O3含量增加均使硬度提高,但对软化和再结晶温度影响不大。     

内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料的载流摩擦磨损特性

采用内氧化法制备了Al2O3／Cu复合材料，研究了复合材料在载流条件下的摩擦磨损特性，并进行了微观组织结构分析。结果表明：采用内氧化法制备的Al2O3／Cu复合材料，在铜基体中弥散分布着纳米级的Al2O3颗粒；载流条件下，该复合材料的抗摩擦磨损性能显著优于铬青铜合金；电流较小时具有磨粒磨损和粘着磨损的共同特征，电流较大时以粘着磨损为主。在试验范围内，电流比载荷对磨损率的影响显著。     

内氧化法制备Al2O3/Cu复合材料的研究现状

综述了内氧化法制备Al2O3／Cu复合材料的研究现状，总结了内氧化法制备Al2O3／Cu复合材料的必备条件，对内氧化动力学和热力学进行了详细的阐述，并以Cu2O为氧源，采用内氧化法制备了Al2O3／Cu复合材料，验证了其优越的室温和高温性能；对以复合材料棒材为原料制备的点焊电极进行装机试验，结果表明其寿命为传统Cu-Cr—Zr电极的3～5倍；最后着重分析了内氧化法制备Al2O3／Cu复合材料发展过程中亟待解决的问题。     

内氧化制备Al2O3/Cu复合材料组织性能研究

采用内氧化工艺,用Cu2O粉作氧化剂,在900℃下使Cu-Al合金薄平板内氧化,获得Al2O3/Cu复合材料,研究Al2O3/Cu复合材料的组织特征及性能。结果表明,复合层中Al2O3颗粒呈弥散状分布;复合层表层和内部的晶粒大小明显不同,表层处晶粒比内部的细小,固溶在Cu基体内部的Al内氧化时以Al2O3形态从基体析出,弥散分布的Al2O3颗粒强化了铜基体,表面显微硬度提高。与固溶在Cu基体中的Al原子相比,Al2O3对电子的散射要小得多,因而内氧化析出Al2O3后电导率升高。Al2O3/Cu复合材料薄板随着冷加工变形量的增加,氧化颗粒与位错的缠结越严重。     

铜基复合材料的研究

综述了7种制备铜基复合材料的工艺机理、特点，以及Cu／Al2O3，Cu／WC，Cu／TiB2，Cu／Ti3SiC24种复合材料的研究进展。内氧化法主要用于制备Cu／Al2O3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-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Cu／5％TiB2复合材料，基体中颗料的含量、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。