溶胶—凝胶法制备纳米Al 2 O 3 及其增强铜基复合材料性能的研究

发布时间：2024-01-09 18:49

　　钢因具有优良的导电性被广泛用于电力电子等领域,然而铜的强度低,高温性能差。随着工业和技术的发展,对铜材的强度提出了更高的要求。纳米Al2O3由于具有高熔点、高弹性模最,高硬度等优是常用的颗粒增强相。Al203增强铜基复合材料(Copper matrix composites,CMCs)因具备高强高导等优点而被广泛应用在电阻焊电极、电子-封装科和框架材料等领域。然而由于纳米Al2O3尺寸小，比表而积大,具有较高的比表而能,容易发生团聚,且与铜基体不润湿,这些问题的解决是决定Al2O3发挥优异性能,以及高强高导AI2O3增强CMCs广泛应用的关键所在。本文利用溶胶凝胶法(Sol-Gel)制备Al(OH)3溶胶,在溶胶中加入Cu粉混合,经干燥后得到AI(OH)3凝胶包覆Cu复合粉体,通过放电等离子烧结(Spark plasma sintering，SPS)使得凝胶在铜粉表面原位分解生成纳米Al2O3,在铜基体中均匀分散。通过对制备出的Al2O3增强CMCs性能、相组成、微观组织形貌、断口特征等研究发现,当Al2O3含哥为O.6wt.%时其硬度提高36.5%,抗拉强度提升16.1%,导电率为9...

【文章页数】：71 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
1 绪论
    1.1 铜及铜合金
    1.2 金属基复合材料
    1.3 铜基复合材料
    1.4 颗粒增强相的选择
    1.5 纳米Al₂O₃增强CMCs研究背景
    1.6 原位反应制备纳米Al₂O₃增强CMCs研究现状
    1.7 研究目的及意义
    1.8 研究内容
2 实验方法及设备
    2.1 实验原材料及试剂
    2.2 实验设备
        2.2.1 复合材料制备设备
        2.2.2 材料分析测试设备及仪器
    2.3 实验方法
        2.3.1 实验方案
        2.3.2 复合材料制备工艺
    2.4 性能测试方法
        2.4.1 密度测试
        2.4.2 电导率测试
        2.4.3 硬度测试
        2.4.4 拉伸实验
        2.4.5 相组成分析
        2.4.6 微观组织分析
        2.4.7 热分析法
3 纳米Al₂O₃增强CMCs的制备与分析
    3.1 Al(OH)₃凝胶热分析
    3.2 烧结参数的确定
    3.3 Al₂O₃增强CMCs的制备
    3.4 复合粉体显微分析
    3.5 Cu/Al₂O₃复合材料的性能研究
        3.5.1 Cu/Al₂O₃复合材料密度
        3.5.2 Cu/Al₂O₃复合材料导电性
        3.5.3 Cu/Al₂O₃复合材料的相组成
        3.5.4 Cu/Al₂O₃复合材料的硬度
        3.5.5 Cu/Al₂O₃复合材料的拉伸性能
        3.5.6 Cu/Al₂O₃复合材料显微组织及断口分析
    3.6 本章小结
4 Al₂O₃-La₂O₃增强CMCs的制备与分析
    4.1 La(OH)₃-Al(OH)₃混合凝胶热处理
    4.2 La₂O₃含量的影响
    4.3 Cu/0.45La₂O₃/Al₂O₃制备及性能分析
        4.3.1 Cu/0.45La₂O₃/Al₂O₃复合材料致密度研究
        4.3.2 Cu/0.45La₂O₃/Al₂O₃复合材料导电率研究
        4.3.3 Cu/0.45La₂O₃/Al₂O₃复合材料相组成分析
        4.3.4 Cu/0.45La₂O₃/Al₂O₃复合材料硬度研究
        4.3.5 Cu/0.45La₂O₃/Al₂O₃复合材料拉伸性能研究
        4.3.6 Cu/0.45La₂O₃/Al₂O₃复合材料显微组织及断口分析
    4.4 本章小结
5 结论
6 展望
致谢
参考文献
作者在攻读硕士学位期间的获奖



本文编号：3877725