机械合金化法制备金刚石/铜复合涂层的研究

发布时间：2024-09-17 17:37

　　纯铜具备优异的导热、导电、耐腐蚀性能,而金刚石/铜复合材料具有更高的导热性能和较低的热膨胀系数,两者都在热沉材料上有广阔的应用前景,但也都存在相应的不足,如纯铜的高热膨胀、不耐磨、低强度,金刚石/铜复合块体较差的加工性能。因此,本文基于机械合金化涂覆技术在纯铜表面制备金刚石/铜复合涂层,旨在保持纯铜基底热传导性能和加工性能,同时降低表面热膨胀,提高耐磨性能。本文研究分为两个部分进行。第一部分主要研究原始粉末中金刚石的粒度和含量对复合涂层组织和性能的影响,并结合粉末、涂层、基底的变化规律,归纳出金刚石/铜复合涂层的沉积机理。研究表明,涂层中的金刚石颗粒严重碎化但没有发生石墨化,粒径主要分布在500nm²μm,而涂层-基底界面处和内层中存在少量粗大金刚石颗粒。涂层中铜的晶粒细化、晶格畸变。原始粉末中金刚石的粒度主要影响涂层中粗大金刚石的粒度和分布,而金刚石含量则影响涂层的厚度、结合力。热震过程中,镶嵌结构界面、内层金刚石部分脱粘以及较好的内部结合使得涂层有效抵抗热冲击。涂层沉积过程中,纯铜基底表面反应活性提高,金刚石颗粒不断细化,复合粉末冷焊能力先增强后减弱,涂层的厚度...

【文章页数】：85 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 金刚石/铜热沉材料的研究现状
        1.2.1 金刚石/铜制备方法的研究进展
        1.2.2 金刚石/铜界面改性的研究进展
        1.2.3 金刚石/铜复合涂层的研究进展
    1.3 机械合金化概述
        1.3.1 机械合金化的产生及发展
        1.3.2 机械合金化的粉末体系
        1.3.3 机械合金化过程的主要影响因素
        1.3.4 机械研磨处理及研究现状
        1.3.5 表面机械涂覆技术及研究现状
    1.4 本文研究内容及要解决的问题
        1.4.1 研究内容和目标
        1.4.2 拟解决的关键问题
第二章 实验材料、设备及试验方案设计
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
        2.2.1 制样设备
        2.2.2 热处理设备
    2.3 实验方案及流程
        2.3.1 实验方案
        2.3.2 金刚石/铜复合涂层制备流程
    2.4 试样分析设备及方法
        2.4.1 组织结构的表征与分析
        2.4.2 性能测试
第三章 纯铜表面制备金刚石/铜复合涂层
    3.1 实验过程与参数设计
    3.2 金刚石原始粒径对金刚石/铜复合涂层结构及性能的影响
        3.2.1 宏观形貌和晶体结构分析
        3.2.2 显微结构和组织形貌分析
        3.2.3 显微硬度分析
        3.2.4 抗热震性能分析
    3.3 粉末配比对金刚石/铜复合涂层结构及性能的影响
        3.3.1 显微结构和组织形貌分析
        3.3.2 显微硬度分析
        3.3.3 抗热震性能分析
    3.4 小结
第四章 金刚石/铜涂层沉积机理研究
    4.1 实验过程与球磨时间设计
    4.2 复合粉末的变化
    4.3 T2 纯铜基底的变化
    4.4 球磨时间对涂层微观形貌的影响
    4.5 金刚石/铜复合涂层形成机理
    4.6 小结
第五章 再结晶退火对金刚石/铜复合涂层的影响
    5.1 实验过程与参数设计
    5.2 涂层的显微结构和组织形貌分析
    5.3 涂层的主要性能
        5.3.1 显微硬度
        5.3.2 摩擦磨损性能
        5.3.3 热传导性能
    5.4 小结
第六章 掺Cr+高温退火处理对金刚石/铜复合涂层的影响
    6.1 实验过程与参数设计
    6.2 涂层的显微结构和组织形貌分析
    6.3 涂层的主要性能
        6.3.1 显微硬度
        6.3.2 摩擦磨损性能
        6.3.3 热传导性能
    6.4 小结
第七章 全文总结
参考文献
致谢
攻读硕士学位期间发表(录用)的学术论文及其他研究成果



本文编号：4005802