SiC-Cu金屬陶瓷復(fù)合材料的研究.pdf

1、SiC/Cu金屬陶瓷復(fù)合材料作為“結(jié)構(gòu)一功能一體化“材料，具有優(yōu)異的力學(xué)性能和良好的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能，具有非常廣泛的發(fā)展前景，可作為航天飛機(jī)高導(dǎo)熱機(jī)身材料、電接觸材料或熱交換器、耐磨片等。 本研究選用工業(yè)生產(chǎn)的微米SiC顆粒(平均顆粒尺寸為101μm)，分別采用非均相沉淀法中還原一旋轉(zhuǎn)沉淀法等工藝方法將Cu包裹到SiC顆粒表面；分析了原始SiC顆粒尺寸及其分布、反應(yīng)溫度、CuSO<,4>溶液飽和度等對顆粒包裹效果的影響；通過DSC-

2、TG聯(lián)用技術(shù)了解復(fù)合粉體在加熱過程中的物理和化學(xué)變化行為，對復(fù)合粉體進(jìn)行真空熱壓燒結(jié)工藝研究，制備了致密的、結(jié)構(gòu)均勻的SiC/Cu金屬陶瓷復(fù)合材料；分別采用XRD、SEM、EDS等手段對樣品進(jìn)行表征。對影響SiC-Cu界面結(jié)合的有關(guān)因素進(jìn)行了探討；通過對SiC/Cu復(fù)合材料的顯微斷口形貌研究，對SiC/Cu復(fù)合材料的斷裂機(jī)制有了深入的研究；同時也對SiC/Cu復(fù)合材料的電學(xué)性能進(jìn)行測定，初步了解了在低溫和高溫下SiC/Cu復(fù)合材料不同的

3、導(dǎo)電機(jī)制，為進(jìn)一步開發(fā)SiC/Cu復(fù)合材料在實際中的應(yīng)用提供了參考。 結(jié)果表明，采用非均相沉淀方法，可以將Cu包裹到納米SiC顆粒表面，獲得的復(fù)合粉體中SiC和Cu兩相之間的混合均勻。根據(jù)DSC-TG的測試結(jié)果，SiC/Cu復(fù)合粉體的最佳燒成溫度控制在900℃以下比較合適。采用熱壓燒結(jié)得到的最佳工藝為：燒成溫度為700℃，壓力為40MPa，保溫時間5 min，可制得高致密的SiC/Cu復(fù)合材料。SiC/Cu復(fù)合粉體中的Cu<,2

4、>O在燒結(jié)過程中分解。制備的SiC/Cu復(fù)合材料兩相分布均勻，呈“核一殼”結(jié)構(gòu)，核心為SiC顆粒，殼層則是由納米Cu微晶構(gòu)成。SiC/Cu復(fù)合材料的顯微硬度顯著增強(qiáng)，35SiC/65Cu(體積比)復(fù)合材料的顯微硬度達(dá)到1300MPa，是純銅的1.73倍，抗彎強(qiáng)度隨SiC含量增加而降低。SiC/Cu復(fù)合材料的電阻率隨SiC含量增加而增大，在低溫下(<400℃)，SiC/Cu復(fù)合材料的電阻率與溫度成線性關(guān)系，主要體現(xiàn)為金屬導(dǎo)電機(jī)制，在400