三维网络结构Al 2 O 3 /Cu复合材料的制备和性能研究

发布时间：2024-02-27 10:38

　　三维网络结构的Al₂O₃/Cu复合材料在三维空间上铜基体与氧化铝增强体实现网络贯穿结构,这种复合材料不仅同时具有铜金属的高韧性、延展性、导热、导电性、可加工性与陶瓷材料的低密度、高硬度、高强度、耐高温、耐磨性以及耐腐蚀性能,而且相比颗粒、纤维强化,三维网络结构的金属/陶瓷复合材料在各个方向上将集中于点或面的应力能迅速在整个立体空间范围内分散与传递,可增大陶瓷增强体的强化效果。本课题通过在网络结构的氧化铝陶瓷表面采用原位还原NiCl₂的方法制备Ni涂层,改善金属铜与网络陶瓷的润湿性,并通过真空消失模铸造法,在高温条件下将熔融态的铜注入网络陶瓷孔径,制备三维双相网络结构的Al₂O₃/Cu复合材料,研究复合材料界面的结构与组织,研究陶瓷体积分数和涂层厚度对复合材料力学性能的影响。结果表明:采用原位还原法制备了化学成分纯度高,均匀致密,无其它杂质的Ni涂层,并且涂层厚度可根据NiCl₂的量进行控制,当NiCl₂·6H₂O...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 课题的研究背景及意义
    1.2 金属基复合材料性能特点
        1.2.1 金属基复合材料普遍性能
        1.2.2 金属基三维连网络陶瓷骨架复合材料性能突出特点
    1.3 金属基复合材料界面类型
        1.3.1 金属基复合材料界面的概述
        1.3.2 金属基复合材料界面结合分类
        1.3.3 金属基复合材料界面类型
    1.4 改善三维网络陶瓷与金属之间润湿性的方法
        1.4.1 改善三维网络陶瓷与金属之间润湿性的研究现状
        1.4.2 陶瓷表面涂层的制备方法
    1.5 陶瓷金属基复合材料的成型方法研究
    1.6 本课题研究的目的和内容
        1.6.1 研究目的
        1.6.2 研究内容
第二章 实验方法
    2.1 技术路线
    2.2 实验原料
        2.2.1 实验制备网络陶瓷原料
        2.2.2 制备涂层的原料
        2.2.3 真空消失模铸造浸渗法制备氧化铝/铜复合材料原料
    2.3 实验设备
    2.4 实验方法
        2.4.1 三维网络Al₂O₃陶瓷增强体的制备
        2.4.2 三维网络Al₂O₃陶瓷表面制备Ni涂层
        2.4.3 液态金属浸渗法制备Al₂O₃/Cu复合材料
    2.5 性能表征及其分析方法
        2.5.1 网络Al₂O₃陶瓷体积分数的测定
        2.5.2 复合材料的密度测定
        2.5.3 涂层厚度的测定
        2.5.4 复合材料弯曲强度的测定
        2.5.5 复合材料电阻率测定
        2.5.6 复合材料拉伸性能的测试
        2.5.7 复合材料组织结构以及断口形貌分析
第三章 原位还原法制备Ni涂层及其控制
    3.1 Ni涂层的制备
    3.2 涂层组成
    3.3 NiCl₂·6H₂O含量对涂层厚度的影响
    3.4 本章小结
第四章 Al₂O₃/Cu复合材料的制备
    4.1 Al₂O₃/Cu复合材料的制备
    4.2 Al₂O₃/Cu复合材料组织结构
    4.3 本章小结
第五章 Al₂O₃/Cu复合材料的性能
    5.1 三维网络陶瓷增强相的体积分数
    5.2 Al₂O₃/Cu复合材料的密度
    5.3 复合材料的抗弯强度
        5.3.1 陶瓷增强体体积分数对抗弯强度的影响
        5.3.2 Ni涂层的厚度对抗弯强度的影响
        5.3.3 复合材料弯曲断裂过程分析
    5.4 复合材料的抗拉强度
        5.4.1 陶瓷增强体体积分数对复合材料界面的抗拉强度的影响
        5.4.2 Ni涂层的厚度对复合材料的抗拉强度的影响
        5.4.3 复合材料拉伸断裂过程以及断口形貌分析
    5.5 复合材料的导电性能
    5.6 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间研究成果
致谢



本文编号：3912565