SiC/Cu复合材料界面玻璃相修饰及性能研究
发布时间：2021-03-22 15:53
SiC/Cu复合材料的应用前景十分广阔。它不仅具有优良的力学、电学、热学性能,而且制备工艺简单,生产成本较低,常用作半导体元件中的电接触材料和电子封装材料,也可用作耐磨片和热交换器等,是典型的“结构—功能一体化”材料。目前,增强相SiC和基体Cu之间较差的界面润湿性以及界面反应限制了SiC/Cu复合材料的性能提升和推广应用。所以,提升SiC/Cu复合材料的综合性能的关键,在于改善SiC和Cu的界面润湿性以及控制界面反应。本研究选用工业生产的微米级α-SiC颗粒,通过引入92SiO2-8Cu2O（wt.%）玻璃相改善增强相SiC和Cu基体的界面润湿性并且控制界面反应,以达到提升SiC/Cu复合材料综合性能的目的。采用溶胶-凝胶和湿法球磨法制备SiC/GP/Cu复合材料粉体,采用真空热压烧结的方法制备出结构均匀并且致密化程度较高的SiC/Cu复合材料。分别采用XRD、SEM等检测方法对复合材料的物相构成、微观结构、致密度、抗弯强度、硬度等进行表征,并深入研究了烧结温度和玻璃相含量对SiC/Cu复合材料的电学性能的影响。研究结果表明:铜硅氧化物玻璃...
【文章来源】：郑州航空工业管理学院河南省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
真空热压烧结炉Fig.1.1Vacuumhotpressedsinteringfurnace
第一章绪论4图1.2放电等离子烧结炉Fig.1.2SparkPlasmaSintering1.3SiC/Cu复合材料研究现状1.3.1SiC/Cu复合材料组分的研究现状范冰冰等人[22]采用非均相沉淀法将Cu包覆在SiC颗粒表面上，分别制备出SiC:Cu=10：90、20：80、30：70、40：60、50：50（体积比）的复合粉体，并在30MPa压力下真空烧结成型，烧结温度750℃。对样品表面进行抛光清洗之后对其进行相关性能表征得出：随着SiC组分含量的增大，复合材料的硬度先增大后减小，当SiC的含量为30%时，复合材料的硬度最大，为2087MPa；复合材料的抗弯强度随着SiC组分含量的增大而减小；并且对复合材料的致密度进行检测后发现，当SiC的组分含量小于30%时，采用真空热压烧结工艺可以获得致密的SiC/Cu复合材料。陆晋等人[23]采用冷压烧结和热挤压烧结的方法，选用纳米级、亚微米级、微米级三种不同粒径的SiC，制备出不同SiC含量的SiC/Cu复合材料，并且分析了复合材料的显微组织变化和SiC尺寸、含量对复合材料性能的影响。结果表明：复合材料的导电性随着SiC粒径的增大而升高，随SiC含量的增高而减校PerumalA[24]等人采用机械合金化的方法制备SiC含量为15%-35%（wt.%）的SiC/Cu复合材料，对烧结好的复合材料进行打磨抛光之后对其硬度和电导率进
第一章绪论5行测试，结果表明：SiC的含量直接影响到复合材料的硬度和电导率，并且随着SiC含量的增大，复合材料的硬度增大，其电导率逐渐降低，具体变化规律如图1.3和1.4所示：图1.3球磨时间及SiC含量对Cu-SiC复合材料硬度的影响Fig.1.3EffectofmillingtimeandSiCcontentonhardnessofCu–SiChot-pressedcomposites图1.4球磨60min时，SiC含量对复合材料电导率的影响Fig.1.4EffectofSiCcontentonelectricalconductivityofthecompositesmilledfor60min.OSFatoba[25]通过液体冶金的方法，制备出了不同SiCp尺寸及不同SiCp含量的Cu/SiCp复合材料，并对所制复合材料的热导率及电导率进行检测分析，结果表明：随着复合材料中SiC含量的增大，复合材料的电导率以及热导率逐渐减小，并且，复合材料中SiC颗粒的尺寸越大，其热导率以及电导率也随之增大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]反应球磨热压烧结制备SiCp/Cu复合材料的耐磨性能研究[J]. 范涛,孙艳荣,唐怡,张一帆,刘博文,唐伟忠,贾成厂. 粉末冶金技术. 2015(06)
[2]20%Mo/Cu-Al2O3复合材料的强化机理及热变形行为[J]. 刘勇,孙永伟,田保红,冯江,张毅. 中国有色金属学报. 2013(03)
[3]SiC组分含量对SiC/Cu复合材料力学性能的影响[J]. 范冰冰,关莉,李凯,吴曰送,李明亮,王海龙,张锐. 硅酸盐通报. 2009(S1)
[4]SiCp尺寸及含量对SiCp/Cu基复合材料电学和力学性能的影响[J]. 陆晋,汪建敏,许晓静. 热加工工艺. 2007(20)
[5]W-35% Cu粉末形变强化复合材料组织及性能研究[J]. 于洋,王尔德,刘祖岩. 材料科学与工艺. 2007(05)
[6]烧结工艺对SiC/Cu–Al复合材料的力学性能及断裂行为的影响[J]. 王海龙,张锐,刘锁兵,辛玲,黎寿山,许红亮,卢红霞,胡行. 硅酸盐学报. 2006(11)
[7]Cu包裹SiC复合粉体热物理化学性能研究[J]. 张锐,王海龙,高濂,关绍康,郭景坤. 无机材料学报. 2005(02)
[8]放电等离子体烧结SiC/Cu金属陶瓷复合材料研究[J]. 张锐,王海龙,辛玲,秦丹丹,黎寿山,刘锁兵. 郑州大学学报(工学版). 2004(04)
硕士论文
[1]非晶相界面SiCp/Cu复合材料结构调控及性能研究[D]. 孙冰.郑州大学 2015
[2]Cu/SiC复合材料非晶相界面设计与性能研究[D]. 王鹏辉.郑州大学 2013
本文编号：3094095
【文章来源】：郑州航空工业管理学院河南省
【文章页数】：54 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
真空热压烧结炉Fig.1.1Vacuumhotpressedsinteringfurnace
第一章绪论4图1.2放电等离子烧结炉Fig.1.2SparkPlasmaSintering1.3SiC/Cu复合材料研究现状1.3.1SiC/Cu复合材料组分的研究现状范冰冰等人[22]采用非均相沉淀法将Cu包覆在SiC颗粒表面上，分别制备出SiC:Cu=10：90、20：80、30：70、40：60、50：50（体积比）的复合粉体，并在30MPa压力下真空烧结成型，烧结温度750℃。对样品表面进行抛光清洗之后对其进行相关性能表征得出：随着SiC组分含量的增大，复合材料的硬度先增大后减小，当SiC的含量为30%时，复合材料的硬度最大，为2087MPa；复合材料的抗弯强度随着SiC组分含量的增大而减小；并且对复合材料的致密度进行检测后发现，当SiC的组分含量小于30%时，采用真空热压烧结工艺可以获得致密的SiC/Cu复合材料。陆晋等人[23]采用冷压烧结和热挤压烧结的方法，选用纳米级、亚微米级、微米级三种不同粒径的SiC，制备出不同SiC含量的SiC/Cu复合材料，并且分析了复合材料的显微组织变化和SiC尺寸、含量对复合材料性能的影响。结果表明：复合材料的导电性随着SiC粒径的增大而升高，随SiC含量的增高而减校PerumalA[24]等人采用机械合金化的方法制备SiC含量为15%-35%（wt.%）的SiC/Cu复合材料，对烧结好的复合材料进行打磨抛光之后对其硬度和电导率进
第一章绪论5行测试，结果表明：SiC的含量直接影响到复合材料的硬度和电导率，并且随着SiC含量的增大，复合材料的硬度增大，其电导率逐渐降低，具体变化规律如图1.3和1.4所示：图1.3球磨时间及SiC含量对Cu-SiC复合材料硬度的影响Fig.1.3EffectofmillingtimeandSiCcontentonhardnessofCu–SiChot-pressedcomposites图1.4球磨60min时，SiC含量对复合材料电导率的影响Fig.1.4EffectofSiCcontentonelectricalconductivityofthecompositesmilledfor60min.OSFatoba[25]通过液体冶金的方法，制备出了不同SiCp尺寸及不同SiCp含量的Cu/SiCp复合材料，并对所制复合材料的热导率及电导率进行检测分析，结果表明：随着复合材料中SiC含量的增大，复合材料的电导率以及热导率逐渐减小，并且，复合材料中SiC颗粒的尺寸越大，其热导率以及电导率也随之增大。
【参考文献】：
期刊论文
[1]反应球磨热压烧结制备SiCp/Cu复合材料的耐磨性能研究[J]. 范涛,孙艳荣,唐怡,张一帆,刘博文,唐伟忠,贾成厂. 粉末冶金技术. 2015(06)
[2]20%Mo/Cu-Al2O3复合材料的强化机理及热变形行为[J]. 刘勇,孙永伟,田保红,冯江,张毅. 中国有色金属学报. 2013(03)
[3]SiC组分含量对SiC/Cu复合材料力学性能的影响[J]. 范冰冰,关莉,李凯,吴曰送,李明亮,王海龙,张锐. 硅酸盐通报. 2009(S1)
[4]SiCp尺寸及含量对SiCp/Cu基复合材料电学和力学性能的影响[J]. 陆晋,汪建敏,许晓静. 热加工工艺. 2007(20)
[5]W-35% Cu粉末形变强化复合材料组织及性能研究[J]. 于洋,王尔德,刘祖岩. 材料科学与工艺. 2007(05)
[6]烧结工艺对SiC/Cu–Al复合材料的力学性能及断裂行为的影响[J]. 王海龙,张锐,刘锁兵,辛玲,黎寿山,许红亮,卢红霞,胡行. 硅酸盐学报. 2006(11)
[7]Cu包裹SiC复合粉体热物理化学性能研究[J]. 张锐,王海龙,高濂,关绍康,郭景坤. 无机材料学报. 2005(02)
[8]放电等离子体烧结SiC/Cu金属陶瓷复合材料研究[J]. 张锐,王海龙,辛玲,秦丹丹,黎寿山,刘锁兵. 郑州大学学报(工学版). 2004(04)
硕士论文
[1]非晶相界面SiCp/Cu复合材料结构调控及性能研究[D]. 孙冰.郑州大学 2015
[2]Cu/SiC复合材料非晶相界面设计与性能研究[D]. 王鹏辉.郑州大学 2013
本文编号：3094095
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