基于Cu-Ni/SiC体系制备复合材料的反应行为与工艺优化

发布时间：2025-04-26 21:17

　　协调铜材料的强度、导电性和耐磨性是当前铜材料研究的重要内容之一,在电子电工、仪器仪表和轨道交通等领域都具有广泛的应用前景。本文基于Cu-Ni/SiC混合体系,以期在铜材料中原位生成强化相Ni-Si化合物和自润滑相C单质,制备兼具高强度、高导电性和良好耐磨性的(NixSi+C)/Cu复合材料。首先,通过等温水淬研究Cu-Ni/SiC体系的固态相变行为,为粉末冶金制备工艺提供理论基础;其次,采用正交实验考察混料方式、烧结温度、烧结时间三个工艺因素对(NixSi+C)/Cu复合材料组织与性能的影响,确定了基于Cu-Ni/SiC体系制备铜基复合材料的粉末冶金工艺;然后,通过对不同合金成分样品的显微组织、相组成、致密度、导电率和硬度等进行研究,确定不同Cu含量,导电率和强度组合最佳Ni/Si 比的(NixSi+C)/Cu复合材料;最后,对该(NixSi+C)/Cu复合材料进行固溶和时效处理,研究了复合材料热处理后对组织与性能的影响。本文的主要结论如下:1.Cu-Ni/SiC混合体系的固态反应过程如下:在600℃时,开始在α-Cu(Ni,Si)颗粒内部的晶界处析出δ-Ni2Si相;700℃时,开始在...

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【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图2-1实验技术路线

本文旨在探索Cu-Ni/SiC体系制备(NixSi+C)/Cu复合材料的固态反应行为、制备工艺、成分优化及热处理后对该复合材料性能的影响,为后续基于Cu-Ni/SiC混合体系制备高强高导铜基复合材料提供理论基础,本文的技术路线如图2-1所示,主要研究内容包括:a.Cu-Ni/Si....

图2-1混料装置示意图(a)振动混粉机(b)行星式高能球磨机

(1)混料的制备:混料时,称取Cu-Ni合金粉48.67g和SiC粉(0.5μm)1.33g进行混合。采用3种不同的混料工艺,第一种和第二种混料工艺都是使用振动混粉机(图2-2(a))将Cu-10%Ni合金粉和SiC粉(0.5μm)进行混合,其磨球均为氧化锆球,大球(直径10mm....

图3-1 Cu-Ni/SiC合金粉原料的XRD衍射谱

图3-1显示了Cu-Ni/SiC混合粉末原料,其Ni/Si原子比为2.5:1(质量比约为5:1)的XRD衍射图谱。从衍射图谱中可以看出,在Cu-Ni/SiC混合粉末原料中,图谱中可以观察到只有α-Cu和SiC的衍射峰,没有其它杂峰存在,这是由于Cu-Ni合金粉和SiC粉末在混合的....

图3-2 Cu-Ni/SiC混合粉末的SEM照片和面扫描结果

将Cu-Ni/SiC混合粉末原料采用冷场发射扫描电子显微镜进行形貌观察,其Ni/Si原子比为2.5:1(质量比约为5:1),如图3-2所示。由于这是对混合粉末的观察,所以从扫描图片中只能观察到混合粉末颗粒的形状,在图3-2(a)中小颗粒物质均匀的附着在大颗粒上;图3-2(b)是图....

本文编号：4041377