硅化鉬增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備及摩擦磨損性能研究.pdf

1、電子、機(jī)械、航空航天等工業(yè)的發(fā)展迫切需要開發(fā)具有良好導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性、耐磨性,且力學(xué)性能優(yōu)良、價(jià)格適中的功能材料以提高部件的連續(xù)運(yùn)轉(zhuǎn)性能,減少頻繁更換部件所帶來的直接和間接損失。當(dāng)前所用的銅合金由于承載質(zhì)點(diǎn)少耐磨性較差,在高溫條件下會(huì)逐漸喪失彌散強(qiáng)化效果,同時(shí)合金化所帶來的電熱傳導(dǎo)性能惡化的問題始終沒有得到很好的解決。而顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料保持了銅優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性能,增強(qiáng)物的加入還賦予材料高的力學(xué)摩擦磨損性能,所以對(duì)顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料進(jìn)

2、行深入研究可望開發(fā)出新一代高傳導(dǎo)高耐磨的功能材料。 本文采用高頻原位反應(yīng)法和熔滲法制備了硅化鋁增強(qiáng)銅基復(fù)合材料,在此基礎(chǔ)上分析了復(fù)合材料的微結(jié)構(gòu),進(jìn)行了干滑動(dòng)摩擦磨損試驗(yàn),完成的主要工作如下： 從熱力學(xué)的角度出發(fā),分析了硅化鉬顆粒在銅基體中原位生成的熱力學(xué)條件,并用電解銅、工業(yè)純Si、Mo粉為原料,通過高頻加熱的方法制備硅化鉬增強(qiáng)銅基復(fù)合材料。以銅粉,工業(yè)純二硅化鉬粉為原料,采用熔滲法通過控制熔滲溫度,熔滲時(shí)間制備硅化鉬

3、增強(qiáng)銅基復(fù)合材料。 通過光學(xué)顯微鏡、EDS、XRD和SEM等對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行了金相組織、顯微結(jié)構(gòu)分析；原位復(fù)合材料的金相組織中彌散分布著Mo3Si顆粒,由于有氧氣的存在,在實(shí)驗(yàn)條件下參與反應(yīng)生成SiO2;熔滲法制備的材料中由于壓坯中殘余氧氣存在,二硅化鉬發(fā)生分解生成Mo5Si3顆粒彌散分布于基體當(dāng)中,同時(shí)伴有少量的SiO2,形狀不規(guī)則,大小不等,界面清晰；較低的熔滲溫度和較低的MoSi2的含量有利于銅基復(fù)合材料增強(qiáng)相的細(xì)化。在較高

4、的熔滲溫度下,增強(qiáng)相顆粒出現(xiàn)顆粒聚集現(xiàn)象,溫度越高,增強(qiáng)相分解趨勢(shì)越大。 增強(qiáng)顆粒的加入能夠很好改善基體的力學(xué)性能,Mo5Si3顆粒對(duì)基體有良好的增強(qiáng)作用,提高復(fù)合材料的硬度。熔滲溫度高的材料致密度比溫度低的高,說明溫度高可以增加材料的致密度。 利用銷-盤式摩擦磨損試驗(yàn)機(jī)研究了熔滲法制備硅化鉬增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的干滑動(dòng)摩擦磨損性能。結(jié)果表明,由于Mo5Si3增強(qiáng)顆粒的加入很大程度上提高了復(fù)合材料的硬度和耐磨性能,并且隨著含