铜熔渗氧化铝的调控及Al 2 O 3 /Cu复合材料的研究

发布时间：2020-12-18 11:50

　　Al₂O₃陶瓷材料具有熔点高、硬度高、化学稳定性好等特点,但其韧性低、导电、导热性差。金属铜具有优良的导电、导热性能,但其屈服强度及硬度低、耐磨性差。Al₂O₃/Cu复合材料则兼顾两者的优点,既有良好的导热导电性能,又有高的强度、硬度和耐磨性。然而金属Cu与Al₂O₃陶瓷的润湿性较差,若将两者进行机械混合、烧结将势必导致在其界面处两相分离。为解决这一问题,本文在相关研究的基础上从原料粉体及烧结方式入手,分别采用非均相沉淀法制备Ni@Al₂O₃包覆粉体以及热化学镀法制备Cu@Al₂O₃包覆粉体以期改善两者间润湿性问题;对施镀过程中的影响因素进行分析探讨,以期得到符合实验要求的成分比例和良好包覆效果的复合粉体,并应用SPS烧结处理得到Al₂O₃/Cu（15 vol%Cu）复合材料。另外以机械混合粉及普通溶渗烧结作为对照组。运用XR... 

【文章来源】：西安理工大学陕西省

【文章页数】：78 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
1 前言
    1.1 氧化铝陶瓷及其熔渗行为简介
        1.1.1 氧化铝陶瓷的结构特性
        1.1.2 氧化铝陶瓷的增韧研究
        1.1.3 熔渗工艺介绍及研究
    1.2 氧化铝/金属复合材料的研究进展
        1.2.1 氧化铝/金属复合材料的性能特点及应用
        1.2.2 氧化铝/金属复合材料的制备
        1.2.3 氧化铝/金属复合材料的润湿性研究
    1.3 复合或包覆粉体
        1.3.1 复合粉体概述
        1.3.2 包覆粉体的制备方法
        1.3.3 氧化铝-金属包覆粉体的研究现状
    1.4 氧化铝-铜复合材料的研究进展
    1.5 本课题研究背景及意义
    1.6 本课题研究内容
2 实验方案及方法
    2.1 实验技术路线
    2.2 实验原料及性能参数
    2.3 金属包覆氧化铝复合粉体的制备
2O₃包覆粉体">        2.3.1 非均相沉淀法制备Ni@Al₂O₃包覆粉体
2O₃包覆粉体">        2.3.2 热化学镀法制备Cu@Al₂O₃包覆粉体
2O₃/Cu复合材料的制备">    2.4 Al₂O₃/Cu复合材料的制备
        2.4.1 无压熔渗烧结
        2.4.2 SPS溶渗烧结
    2.5 包覆粉体的组织观察与性能测试
        2.5.1 扫描电镜观察
        2.5.2 粒径分布测定
        2.5.3 差热-失重分析
        2.5.4 物理性能测试
    2.6 氧化铝/铜复合材料的组织观察与性能测试
        2.6.1 扫描电镜观察
        2.6.2 X-射线衍射分析
        2.6.3 X射线光电子能谱（XPS）及俄歇电子能谱分析
        2.6.4 硬度测试
        2.6.5 相对密度检测
        2.6.6 断裂韧性检测
        2.6.7 复合材料孔径大小测定
        2.6.8 导电性检测
        2.6.9 润湿角测量
3 金属包覆氧化铝复合粉体的研究
2O₃复合粉体的差热-失重分析">    3.1 Ni@Al₂O₃复合粉体的差热-失重分析
2O₃复合粉体组织形貌观察与分析">    3.2 Ni@Al₂O₃复合粉体组织形貌观察与分析
2O₃粉体包覆前后形貌观察">        3.2.1 Al₂O₃粉体包覆前后形貌观察
2O₃粉体形貌观察">        3.2.2 不同工艺参数下Ni@Al₂O₃粉体形貌观察
2O₃包覆粉体性能测试">        3.2.3 Ni@Al₂O₃包覆粉体性能测试
2O₃粉体的形貌分析">    3.3 Cu@Al₂O₃粉体的形貌分析
2O₃粉体包覆前后形貌观察">        3.3.1 Al₂O₃粉体包覆前后形貌观察
2O₃复合粉体的影响">        3.3.2 镀液参数及工艺对Cu@Al₂O₃复合粉体的影响
2O₃包覆粉体性能检测">        3.3.3 Cu@Al₂O₃包覆粉体性能检测
    3.4 本章小结
2O₃/Cu复合材料的组织性能">4 熔渗法制备Al₂O₃/Cu复合材料的组织性能
2O₃/Cu复合材料形貌观察及分析">    4.1 普通熔渗制备Al₂O₃/Cu复合材料形貌观察及分析
2O₃/Cu复合材料组织形貌观察及分析">    4.2 SPS烧结制备Al₂O₃/Cu复合材料组织形貌观察及分析
2O₃/Cu复合材料相关性能分析">    4.3 不同烧结方式制备Al₂O₃/Cu复合材料相关性能分析
        4.3.1 物相组成
        4.3.2 硬度分析
        4.3.3 致密度分析
        4.3.4 电阻率分析
        4.3.5 断裂韧性分析
    4.4 本章小结
2O₃/Cu复合材料">5 包覆粉体SPS烧结制备Al₂O₃/Cu复合材料
2O₃经SPS烧结制备Al₂O₃/Cu复合材料">    5.1 采用Ni@Al₂O₃经SPS烧结制备Al₂O₃/Cu复合材料
        5.1.1 组织形貌分析
        5.1.2 结构分析
        5.1.3 润湿角检测
        5.1.4 力学性能分析
        5.1.5 界面机理分析
2O₃包覆粉体制备Al₂O₃/Cu复合材料">    5.2 采用Cu@Al₂O₃包覆粉体制备Al₂O₃/Cu复合材料
        5.2.1 组织形貌分析
        5.2.2 力学性能分析
    5.3 本章小结
6 结论
致谢
参考文献
攻读硕士学位期间所发表论文、专利及奖励


【参考文献】：
期刊论文
[1]Cu-Al2O3中骨架铜类芬顿催化去除水中有机污染物[J]. 徐丹,张丽丽,柳丽芬.  环境科学. 2017(03)
[2]Al2O3陶瓷表面化学气相沉积Ni涂层及其与Cu润湿性[J]. 刘娟娟,桑可正,韩璐,杨建锋.  硅酸盐学报. 2014(03)
[3]Fe/Al2O3复合材料的还原制备及其表征[J]. 孙凯,张红梅,范润华,张子栋,史志成,高萌,燕克兰,李静.  稀有金属材料与工程. 2013(S1)
[4]金属颗粒增韧氧化铝陶瓷研究现状[J]. 朱棉霞,徐序,李月明,江玉霞.  中国陶瓷. 2012(12)
[5]镍包覆Al2O3纳米颗粒对氧化铝陶瓷与铝之间润湿性的影响[J]. 杨少锋,晏彬彬,吴阳,李凯,陈维平.  硅酸盐学报. 2012(11)
[6]Al2O3/Fe纳米复合粉体的制备及其陶瓷的性能研究[J]. 张伟,石干,杨德林,孙红巍,胡行.  硅酸盐通报. 2010(04)
[7]非均相沉淀法制备包覆粉的研究现状[J]. 罗成,彭卫珍,周书助,谭锦颢,温乾.  硬质合金. 2010(03)
[8]化学共沉淀法制备钨铜合金[J]. 姚惠龙,林涛,罗骥,刘祥庆,郭志猛.  稀有金属材料与工程. 2009(02)
[9]铈掺杂氧化铝薄膜的蓝紫色发光特性[J]. 廖国进,闫绍峰,巴德纯.  物理学报. 2008(11)
[10]化学镀镍对Al2O3颗粒增强复合材料制备及耐磨性的影响[J]. 赵士阳,张国赏,魏世忠,李继文,李保元.  矿山机械. 2008(20)

硕士论文
[1]三维网络结构Al2O3/Cu复合材料的制备和性能研究[D]. 翁艳薇.长安大学 2016
[2]网络氧化铝陶瓷/铁基合金复合材料的制备[D]. 韩孟岩.华南理工大学 2011
[3]Al2O3/Cu复合陶瓷的制备及其性能研究[D]. 郭静斐.郑州大学 2011
[4]Fe-Al2O3金属陶瓷选择性还原制备工艺研究[D]. 左杨.山东大学 2009
[5]SiC/Cu金属陶瓷复合材料的研究[D]. 黎寿山.郑州大学 2007
[6]氧化铝基复相陶瓷的显微结构与强韧化机理[D]. 李华平.武汉理工大学 2004



本文编号：2923956