粉末冶金法制备铜铝梯度功能材料及性能研究1.pdf

辽宁工程技术大学硕士学位论文粉末冶金法制备铜铝梯度功能材料及性能研究姓名：王晓亮申请学位级别：硕士专业：材料加工工程指导教师：刘忆20070101摘要金相实验扫描电镜形貌观察及成分分析湎哐苌涫笛椤Ｏ晕⒂捕仁显微硬度电导率及生成—阊化合物的影响。研究发现。一次烧结温度越高试样的相对密度越高：烧结温度越高生成的．间化合物种铝合金共晶温度为最佳温度此时烧结可获得较高电导率；成分为恪采用粉末冶金叠层法制备了／梯度功能材料。通过相对密度实验验电导率实验研究不同压制应力一次、二次烧结温度对相对密度类和数量增多显微硬度越高；一次烧结温度和二次烧结温度在刚超过铜经一次压制、嬉淮紊战帷℃二次烧结的试样电导率最高为．痬此工艺为最佳工艺。关键词：压制应力；相对密度；烧结温度；显微硬度；电导率竌／；．痬．籱；；籺畉籹甊．簆创新点声明本人声明所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果：用粉末冶金法制各了铜．铝梯度功能材料用正交试验法得到最高电导率的最佳工艺并针对不同成分、压制应力、一次烧结温度、二次烧结温度等工艺因素对生坯、试样相对密度显微组织成分和结构各层的显微硬度及电导率的影响做了分析。尽我所知到目前国内外文献未见报道。髀粉末冶金法是先进材料一一梯度功能材料、金属基与陶瓷基复合材料、缺少的技术手段。而烧结是该技术中一个极其重要的工艺环节。烧结调节粉末粒度、纯度、气氛、压力、温度对烧结的进行设计性能的获得的影功能材料所要获得的性能；二要选择合适的基础材料即选择合适种类、纯度的粉末或颗粒及合适的粒度：三要根据性能要求和粉末特性设计实现方面选择最佳的烧结气氛、烧结温度和烧结升温、保温时间等烧结工艺。相近的物理化学性质以实现接头与导线电阻变化小电位差小的目的。以此为指导考虑到与导线相同或相近的粉末材料一一铜粉和铝粉作为粉选用粉末颗粒离散分布的颗粒。综合考虑实现梯度化可操控性和难易程度采用分层混合逐层填装冷压成形的成形方法实现铜粉和铝粉的体积比阶梯性渐变过渡。最后考虑粉末的性质要求的性能等制定一次烧结工艺■二次压制工艺、二次烧结工艺最后制备出符合要求的铜铝梯度功因此掌握梯度功能材科的设计方法制备方法及目前的研究现状对制备梯度功能材料具有指导意义透彻理解烧结理论和制定合理的烧结辽宁工程技术大学硕士学位论文高熔点难熔金属及合金、新金属材料、精细陶瓷研制、开发生产所不可控制得当烧结体的密度和其它物理、机械性能可以接近或达到相同成分的致密材料的水平。从本质上讲粉末或颗粒的烧结过程是多因素勰┝度、纯度、气氛、压力、温度跋煜碌奈锢砘Ч獭Ｔ谥票覆煌牧鲜保响程度不尽相同。在采用粉末冶金法制备梯度功能材料时一要考虑梯度成分、缺陷或功能等梯度化分布的方法；四要兼顾性能、工艺的操控性等本研究是为制备铜和铝导线中间过渡接头要求接头和铜、铝都具有末冶金的原始材料使铜粉沿一维向铝粉过渡可以实现接头与导线电导率相近电位差小的目的所以选择纯铜粉和纯铝粉；为制备高密度接头能材料。工艺是制备出性能优越的梯度功能材料的基本保障。粉末烧结理论基础．战岬姆掷终产品的性能起着决定性作用。从工艺上看烧结也常被看作是一种热处理即把粉末或粉末生坯加热到低于其中主要组分熔点的温度下保温然后冷却到室温。在这个过程中发生一系列的物理和化学变化粉末颗粒的聚集体转变成晶体的聚集体从而获得所需的物理、机械性能材料。下面烧结的分类方法有几种根据烧结保温时体系组员的物态分类根据按照烧结过程的物态习惯将烧结方式划分为固相烧结与液相烧结两类。固相烧结对于一些材料而言难以获得很高的密度当烧结温度超过烧结体系中低熔点组员的温度进行烧结时或在烧结温度下有低熔点组元存在或形成低熔点共晶物将出现液相存在的烧结。由于低熔点组分同难全过程故多元系液相烧结又可分为：稳定液相烧结系统如．、—、引起的物质迁移比固相扩散快而且最终液相将填满烧结体内的孔隙因此可获得快速高密度烧结产品。通常称在烧结温度下有液相存在的烧结为液相烧结液相烧结的应用极为广泛如制造各种烧结合金零件、高比重合金、电接触材料、硬质合金及金属陶瓷材料等。元系烧结是对两种或两种以上的组分构成的烧结体