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原位自生TiNx颗粒增强Cu基复合材料的制备及性能研究
标题:原位自生TiNx颗粒增强Cu基复合材料的制备及性能研究
摘要:
随着工程技术的不断发展，对于高强度、耐磨损和耐腐蚀性能的需求不断增加。因此，研究和开发新的材料以满足这些要求变得尤为重要。本研究旨在制备原位自生TiNx颗粒增强Cu基复合材料，并研究其性能。通过气相沉积法合成了不同比例的TiNx颗粒，并利用热压烧结技术将其与Cu基体结合。通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和硬度测试仪对复合材料的微观结构和力学性能进行了表征。
关键词:原位自生TiNx颗粒,Cu基复合材料,热压烧结,微观结构,力学性能
引言:
Cu基复合材料由于其良好的导电性和热传导性能，在电子和工程应用中得到广泛应用。然而，纯Cu的强度、硬度和耐磨损性能相对较低，这限制了其在一些具有高强度和耐磨损要求的领域的应用。因此，通过引入强化相来提高Cu基复合材料的性能变得尤为重要。
在过去的几十年中，许多方法已被开发出来以增强Cu基复合材料的性能，其中一种方法是通过形成TiNx颗粒增强Cu基体。TiNx颗粒具有良好的力学性能、高熔点和优异的耐磨损性能，因此被广泛应用于增强材料。本研究采用了原位自生的方法，在Cu基体中形成TiNx颗粒，以达到增强Cu基复合材料的目的。
实验方法:
1.气相沉积法合成TiNx颗粒:通过在反应炉中控制适当的气氛和温度，将铜粉和钛粉反应得到TiNx颗粒。改变反应条件和原料比例，可以获得不同比例的TiNx颗粒。
2.热压烧结:将合成的TiNx颗粒与Cu基体混合均匀后，在高温和高压下进行烧结。热压烧结过程中，TiNx颗粒与Cu基体发生扩散反应，形成均匀分布的强化相。
结果与讨论:
通过SEM观察，发现Cu基复合材料中TiNx颗粒均匀分布在Cu基体中。XRD分析表明，Cu基复合材料中存在明显的TiNx衍射峰，证明了TiNx颗粒的形成。硬度测试显示，随着TiNx颗粒含量的增加，复合材料的硬度也相应增加。
结论:
通过原位自生的方法合成了TiNx颗粒增强Cu基复合材料，并对其性能进行了研究。实验结果表明，TiNx颗粒能够均匀分布在Cu基体中，成功增强了Cu基复合材料的硬度。这为开发高强度、耐磨损和耐腐蚀性能的Cu基复合材料提供了一种新的途径。
展望:
本研究通过原位自生的方法合成了TiNx颗粒增强Cu基复合材料，并初步研究了其性能。然而，还有许多问题需要进一步探索和解决。例如，进一步优化合成TiNx颗粒的方法和条件，以获得更高的强化效果。此外，还需要研究复合材料的耐腐蚀性能和耐磨损性能，以评估其在实际应用中的可行性。
参考文献:
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