弥散强化铜功能材料
碳化物弥散强化铜基复合材料的研究
碳化物弥散强化铜基复合材料的研究一、本文概述随着材料科学技术的快速发展，铜基复合材料作为一种重要的工程材料，在航空航天、电子、能源、汽车等领域的应用日益广泛。
碳化物弥散强化铜基复合材料作为铜基复合材料的一种，凭借其优异的力学性能、导电导热性能以及良好的加工性能，成为了材料科学研究领域的热点之一。
本文旨在深入研究碳化物弥散强化铜基复合材料的制备工艺、组织结构与性能之间的关系，探讨其强化机制，为优化材料的性能和应用领域提供理论依据。
文章首先综述了国内外关于碳化物弥散强化铜基复合材料的研究现状和发展趋势，然后从材料的制备工艺出发，详细分析了碳化物的种类、形貌、尺寸及其在铜基体中的分布状态对复合材料性能的影响。
接着，文章通过实验和理论分析，深入探讨了碳化物弥散强化铜基复合材料的强化机制，包括细晶强化、位错强化、弥散强化等。
文章总结了研究成果，指出了研究中存在的问题和未来的发展方向，为碳化物弥散强化铜基复合材料的进一步研究和应用提供了参考。
二、碳化物弥散强化铜基复合材料的制备碳化物弥散强化铜基复合材料是一种通过引入碳化物颗粒来增强铜基体性能的新型复合材料。
其制备过程涉及到原料选择、粉末冶金、热处理和后期加工等多个环节，下面将详细介绍这一过程。
原料的选择是制备碳化物弥散强化铜基复合材料的关键。
一般来说，铜基体材料选用高纯度电解铜粉，以保证基体材料的优良导电性和塑性。
而碳化物增强相则可以根据需要选择如碳化硅（SiC）、碳化钛（TiC）等具有高硬度、高热稳定性的碳化物粉末。
接下来是粉末冶金过程，包括混合、压制和烧结等步骤。
在混合阶段，将铜粉和碳化物粉末按一定比例混合均匀，同时加入适量的成形剂和润滑剂，以提高压制过程中的成形性和烧结过程中的流动性。
混合后的粉末经过压制成型，形成所需形状的生坯。
然后在一定的温度和压力下进行烧结，使生坯中的粉末颗粒相互扩散和结合，形成致密的复合材料。
热处理是制备过程中的重要环节，其目的是消除材料内部的残余应力、提高材料的致密性和力学性能。
弥散强化铜功能材料
缺点： 内氧化所需氧量难以控制 工艺复杂
弥散强化铜〃实验室研究
Al₂O₃/Cu复合材料 值得我们研究 需要我们研究 如何使增强相弥散均匀分布在铜合金基体中 陶瓷金属界面润湿性差，结合程度低 工序繁琐，工艺参数难以稳定
1. 颗粒硬度高，高温下热稳定性好 2. 生成自由能负值大，结构稳定 3. 对Cu基体不溶性
弥散强化铜〃实验室研究
Al₂O₃/Cu复合材料 1. 行星高能球磨能有效固溶Al₂O₃颗粒和掺杂元素到铜基体中，并 制备的弥散强化铜粉末粒径小，均匀分布 2. 弥散强化铜进行微量银掺杂，银元素在Al₂O₃与Cu界面偏聚，有 效抑制了氧化铝晶粒长大，改善了材料力学性能
高强度（强度可达550MPa，为纯铜2倍）
性能 高导电率和导热率（导电率可达 85%IACS，与纯铜相近）
良好高温强度（软化温度达800-900℃）
结构 应用
工艺
弥散强化铜〃结构与性能
亚微米甚至纳米级增强相微粒在晶向传输会受到界面的散射而减弱。增强相粒子的存在 肯定会降低导电率，但是第二相粒子颗粒细小并且弥散均匀 结构 工艺 分布，对自由电子的散射作用较小，并不会明显影响导电率
弥散强化铜〃制备工艺
性能
1. 机械合金化法
2. 机械混合法 3. 复合电沉积法 1. 内氧化法
外加颗粒法
结构 原位合成法
2. 溶胶 -凝胶法 工艺 3. 共沉淀法
弥散强化铜〃机械合金化
在机械力的作用下，粉末经过反复挤压、变形、断裂、焊合过程， 最终形成弥散巨晕分布的超细粒子
增强相 粒子
Cu粉
机械合金化
弥散强化铜功能材料
弥散强化铜〃提纲
1/ 介绍 2/ 应用 3/ 强化机制 4/ 制备工艺 5/ 实验室研究
挤压态Cu-Al2O3弥散强化铜合金组织结构与强化机制的定量探讨
ＡＩ ｏ ｌ ｉ ｐ ｄｓ ｃ ｔ ｎ ｎ ｆｅｔｖ ｌ ｅ ｔａｎｍ ａｒ ｅ ’ｒ ｃｙ ｔｌｚ ｔ ｎ，ｃ ｕ ｉｇ ｆ ｅｇ ａｎ ａ ｄ ｍｕｔ ２ ｃ ｕｄ ｐｎ ｕ ｉｌ ａｉ ｓａ ｄ ｅ ｆｃｉｅｙ ｒｓｒ ｉ ｔｉ ｓ ｅ ｒ ｓａｌ ａ ｉ ０３ ｏ ｏ ｘ ｉ ｏ ａ ｓｎ ｉ ｒｉ ｎ ｌｉ ｎ —
ｇａｎ ｂ ｕ ｄ ｒ ．Ｔｈ ｖ ｒｇ ｉｅｏ ｈ ｕ ｇ ａｎ ｓ２ — ｍ ．Ｔｈ ｕ ｎ ｉ ｔ ｅｒｓａ ｃ ｎ ｔ ｅｓｒ ｎ ｔ ｅ ｉｇ ｒｉ ｏ ｎ ａｙ ｅａ ｅａ ｅｓｚ ｆｔ ｅｓ ｂ ｒ ｉｓｗａ — ４ｔ Ｌ ｅｑ ａ ｔｔ ｉ ｅｅ ｒｈ ｏ ｈ ｔｅ ｇ ｈ ｎｎ ａｖ ｍｅｈ ｎｓ ｓｏ ｒｃｐｔｔ ｎ ｓｒ ｎ ｔｅ ｉｇ ｗａ ｌ ｉ ｕ ｓｄ． ｃ ａ ｉ ｆｐｅ ｉｉ ｉ ｔｅ ｇ ｈ ｎｎ ｓａｓ ｄｓ ｓｅ ｍ ａｏ ｏ ｃ Ｋｅ ｒ ｓ ＣｕＡＩ ；ｄｓ ｅｓ ｎ ｓｒｎ ｔ ｅ ｉｇ ；ｈ ｔｅ ｔｕ ｉｎ ｙ ｗｏ ｄ ： — ２ ０３ ｉ ｒｉ ｔｅ ｇ ｈ ｎｎ ｐ ｏ ｏ —ｘ ｒ ｓ ｏ
ＤＥ ＮＧ ｕ ｐｎ ＨＵＡＮＧ ｏ ｙ ｎ ， ＡＮ ｈ— ｏ ｇ Ｃｈ — ｉｇ ， Ｂ —ｕ Ｐ Ｚ ｉ ｎ２ ｙ
（ ．Ｐ ｗｄｒ ｔｌｒｙＲ ｓ ｒｈＩｓｉ ｔ。 ｅ ｔ ｌ ｏ ｔ ｉ， ｈｎ ｓａｔｕ ａ ４ ０ ８ － ｈｎ ； １ ｏ ｅ ａ ｕｇ ｅｅ ｃ ｎｔｕｅ Ｃ ｎｒ ｕｈＵｎ Ｃ ａ ｇｈ － ｎ ｎ １０ ３ Ｃ ｉａ Ｍｅ ｌ ａ ｔ ａＳ ｖ ｔ ２ ｏｌ ｅ ｆ ｔｒ ｌ ｃ ｎ ｅａｄＥ ｇ ｅｒ ｇ Ｃ ｎｒｌ ｕｈＵｎｖ Ｃ ａｇｈ ， ｎｎ ４ ０ ８ ， ｈｎ ） ．Ｃ ｌｇ ｅｉ ｉ ｃ ｎ ｎ ｉ ｅｉ 。 ｅｔ ｔ ｉ， ｈ ｎ ｓａＨｕ ａ １０ ３ Ｃ ｉ ｅ ｏ Ｍａ ａ Ｓ ｅ ｎ ｎ ａＳ ｏ ａ
Al_2O_3弥散强化铜基复合材料的研究现状与进展_国秀花
较高的 N O 较低 N Al D O D Al 一定温度下的时间
一定的 N O、温 度 和氧分压下的 N O、D O 、D Al 最高内氧化速度
温度、氧分压和铝含 量、微观结构
原材料规格
由文献[ 18, 19] 可知, 温度 T 和 CuO、Cu2O、 A l2O 3 形成或分解的临界氧分压 P O ( Pa) 之间的
使弥散强化铜综合 性能有了大幅 度提高。1973 铜加工厂技术研究中心、沈阳有色金属加工厂等
第 21 卷第 4 期
国秀花等 : Al2 O3 弥散强化铜基复合材料的研究现状与进展
43
高校和科研单位在进行这种材料的研究, 但大部 分仍处于试验阶段。
内氧化法制备 Al2O3 弥散强化铜基复合材料 的常用生产工艺如图 3 所示:
学性质极为稳定, 使 Al2O3 弥散强化铜基复合材 A l2O 3 弥散强化铜基复合材料的条件见表 1。
料具有很好的热力学稳定性。内氧化法是目前规
选择 Cu-Al 合金进行内氧化, 很好地满足了
模化生产 Al2O3 弥散强化铜基复合材料的最佳方 法[ 12, 14~ 16] 。
上述条件, 为 A l2O3 弥散强化铜基复合材料的制 备提供了最基本的前提条件。
复合电沉积是近 20 年来发展起来的制备金属 基复合材料的新方法。它是将镀液中的 A l2O3 颗 粒与基体金属 Cu 共沉积到阴极表面形成复合镀 层, 工艺路线如图 1 所示。该法不需要高温高压等 条件, 制备工艺简单、成本低、成分可控性好。但颗
收稿日期: 2006- 01- 17 基金项目: 河南省重点科技攻关项目( 0523021500) ; 洛阳市重点 科技攻关 项目; 河 南科技大 学重大预 研科学 研究基金 资
弥散强化型导电铜基复合材料的研究进展
ＧＵＯ Ｔｉ ｎ Ｊ ｎ ｈ ｎ ， ｅ ｇ ，Ｉ ｍｉ Ｇｅ ｓ ｕ ＭＡ ｎ ， ＨＯＵ ＪＡ ｉｎ ａ ｇ ， ＨＥ ｉ Ｑｉ Ｚ Ｑｉ，Ｉ Ｊａ ｇ ｎ Ｃ Ｎ Ｈｕ
（ ｔ ｔ ｙ Ｌａ ｏ ａ ｏ ｙ ｏ ｎ ｕ Ａｄ ａ ｃ ｄ Ｎｏ ｆｒ ｏ ｓＭ ｅ ａ ａ ｅ ｉ ｌ ， ｎ ｈ ｕ Ｕｎ ｖ ｒ ｉｙ ｏ ｃ ｎ ｌ ｇ ， ｎ ｈ ｕ ７ ０ ５ １ Ｓ ａ ｅ Ｋｅ ｂ ｒ ｔ ｒ ｆＧａ ｓ ｖ ｎ ｅ ｗ ｅ ｒ ｕ ｔ ｌＭ ｔ ｒａｓ Ｌａ ｚ ｏ ｉｅ ｓｔ ｆ Ｔｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｌａ ｚ ｏ ３ ０ ０； ２ Ｋｅ ｂ ｒ ｔ ｒ ｆＮｏ － ｅ ｒ ｕ ｅ ａ ｌ ｙ ｆ Ｍ ｉ ｉｔｙ ｏ ｕ ａ ｉ ｎ Ｌ ｎ ｈ ｕ Ｕｎ ｖ ｒ ｉ ｆＴｅ ｈ ｏ ｏ ｙ Ｌ ｎ ｈ ｕ ７ ０ ５ ） ｙ Ｌａ ｏ ａ ｏ ｙ ｏ ｎ ｆｒ ｏ ｓＭ ｔ ｌＡｌｏ ｓｏ ｎ ｓ ｒ ｆＥｄ ｃ ｔ ， ａ ｚ ｏ ｉ ｅ ｓｔ ｏ ｃ ｎ ｌｇ ， ａ ｚ ｏ ３ ０ ０ ｏ ｙ
ｈ ｇ ｏ ｄ ｃ ｉ ｉｙ ｃ ｐ ｅ ａ ｅ ｌ ｙ ． ｎ ｔ ｉ ｐ ｐ ｒ ｔ ｅｔ ｅ ｒ ｔ ｄ ｎ ｐ ｌ ａ ｉｎ ｏ Ｃ ｔ ｒａ ｓａ ｅｒ ｖｅ ｄ Ｔｈ ｉ ｈ ｃ ｎ ｕ ｔｖｔ ｏ ｐ ｒｂ ｓ ｄ ａ ｌ ｓ Ｉ ｈ ｓ ａ ｅ ，ｈ ｈ ｏ ｙ ｓ ｕ ｙ ａ ｄ ａ ｐ ｉ ｔｏ ｆ ｏ ｃ ＤＳ ｍａ ｅ ｉｌ ｒ ｅ ｉｗｅ ， ｅ ｎ ｗ ｅ ｅｏ ｍｅ ｔ ｆｔ ｅ ｆ ｂ ｉａ ｉ ｎ ｐ ｏ ｅ ｓ ｓ ｏ ｈ ｔ ｒ ｌ ｒ ｅ ｉｗｅ ｎ ｄ ｔ ｉ Ｔｈ ｉ ｏ ｏ ｉｅ ｓ ｓ ｅ ｆ ｅ ｄ ｖ ｌ ｐ ｎ ｓ ｏ ｈ ａ ｒｃ ｔ ｒ ｃ ｓ ｅ ｆｔ ｅ ｍａ ｅ ｉ ｓ ａ ｅ ｒ ｖ ｅ ｄ ｉ ｅ ａ ｌ ｏ ａ ． ｅ ｍａｎ ｃ ｍｐ ｓｔ ｙ ｔ ｍｓ ｏ ｔ ｅ ＤＳ ｔ ｒａ ｓ ａ ｅ ｓ ｍｍａ ｉｅ ． ｅ ｓｚ ｆｄ ｓ ｅ ｓｏ ｈ ｓ ｎ ｈ ｔｈ ｎ ｆｉ ｔ ｒａ ｅ ｏ ｈ ｉｐ ｒ ｉｎ ｐ ａ ｅ ｈ Ｃ ｍａ ｅ ｉｌ ｒ ｕ ｒｚ ｄ Ｔｈ ｉｅｏ ｉｐ ｒ ｉｎ ｐ ａ ｅ ａ ｄ ｔ ｅ ｍａ ｃ ｉ ｇ ｏ ｎ ｅ ｆ ｃ ｆｔ ｅ ｄ ｓ ｅ ｓｏ ｈ ｓ ａ ｄ ｃ ｐ ｅ ｔ ｉ ｒ ｏ ｎ ｅ ｕ ｓｔ ｅｋ ｙ ｔ ｃ ｎ ｌｇ ｅ ｆｔ ｅＤＳ ｍ ａ ｅ ｉｌ． ｔｉ ｐ ｉ ｔ ｕ ｈ ｔ ｈ ｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉ ｓ ｎ ｏ ｐ ｒｍａ ｒｘ ａ ｅｐ ｉｔ ｄ ｏ ｔ ｈ ｅ ｅ ｈ ｏ ｏ ｉｓ ｏ ｈ Ｃ ｔ ｒ ｓ Ｉ ｏ ｎ ｔｔ ａ ｅ ｋ ｙ ｔ ｃ ｎ ｌ ｇ ｅ ａ ａ ｓ ｏ ｔ
雾化铜粉末制备工艺及市场需求
2.弥散强化铜
19
2.2弥散强化铜性能
常见Al2O3弥散强化铜性能
牌号 成分（Al2O3）/wt%
熔点/℃ 密度/（g/cm3） 导电率/（%IACS，20℃） 导热率/（W·m-1·K-1） 热膨胀系数/（10-6K-1，450℃） 弹性模量/GPa 室温抗拉强度/MPa
室温延伸率/%
Al-10 0.1 1082 8.82 92
• 空气雾化铜或铜合金粉末，表面均有少量氧化，通常在 300-600℃范围内进行还原。
• 通常在熔化时加入0.05-0.1%铜粉
8
1.1雾化铜粉生产工艺-水雾化铜粉
水雾化示意图
水雾化生产设备示意图
1.雾化铜粉
9
1.1雾化铜粉生产工艺-水雾化铜粉
2.弥散强化铜
17
2.1弥散强化铜应用
弥散强化铜是一种具有优异高温强 度，良好导电导热性的高性能功能 材料
通过添加少量的第二相颗粒，弥散 强化铜在保持铜合金良好导电导热 性的同时又提高了机械强度
2.弥散强化铜
18
2.2弥散强化铜性能
高强度（强度可达550MPa，为纯铜2倍） 高导电率和导热率（导电率可达85%IACS，与纯铜相近） 良好高温强度（软化温度达800-900℃）
雾化形式
气流
喷嘴
金属 液流
平行喷射
垂直喷射
V型喷射
锥形喷射
漩涡环形喷射
1.雾化铜粉
5
1.1雾化铜粉生产工艺-原理
雾化过程
Ⅰ物理变化——机械作用 指高速气流或水流既是使金属液流击碎的动力源，又是一种冷却剂。
在雾化介质同金属液流之间既有能量交换(雾化介质的动能变为金属液滴的表面 能)，又有热量交换（金属液滴将一部分热量转给雾化介质)
Al2O3-弥散强化铜合金的退火行为研究
Al2O3-弥散强化铜合金的退火行为研究张雪辉;谢臣珍;李晓闲;刘位江;杨凯;蒋苗;祝绳健【摘要】采用原位反应合成技术制备了Cu-1.12wt％ Al2O3合金.通过力学性能测量、断口形貌观察及显微组织结构表征,系统研究了该合金的退火行为.结果表明:对冷拉拔变形量为50％的合金进行退火处理后,合金的硬度和强度均随着退火温度的提高呈缓慢下降趋势,合金韧性得到改善;合金表现为韧性断裂,且随着退火温度的升高,韧窝尺寸和深度增大,内部布满细小的纳米Al2O3颗粒;退火态合金位错密度低于冷拉拔态情形、中温退火(873 K)时合金组织以变形位错胞组织和位错墙为主,高温退火(1 223 K)后出现亚晶组织,偶可见亚晶合并、长大并发展成为原始再结晶核心的过程,但由于纳米Al2O3颗粒的钉扎位错作用和抑制再结晶效应,基体中仍未发现有明显的再结晶组织存在,合金展示出优异的抗高温软化性能.%Cu-1.12wt％A12O3 alloy is fabricated by in-situ reactive synthetic technology,and its annealing behaviors are studied by means of mechanical property measurement,fracture morphology observation and microstructure representation,respectively.The results show that the Rockwell hardness and strength of Cu-1.12wt％ Al2O3 alloy with cold drawing deformation of 50％ slightly decrease with the increase in annealing temperature,and its toughness is also improved.The fracture mechanism of the alloy is a typical ductile fracture,the size and depth of dimple increase with the increase in annealing temperature,and many tiny alumina particles are bestrewn inside dimple.The dislocation density of annealed alloy is lower than that of cold-drawn alloy.The alloy microstructure is mainly composed of deformation dislocation cells and dislocation walls at intermediateannealing temperature (873 K).After high temperature annealing (1 223 K),the subgrain structure is formed,and the merging,growth and development of subgrains can be found to be a process of original recrystallization.As a result of the dislocation of fine alumina particles and grain boundary motion,no obvious recrystallized grains exist in the matrix.The Cu1.12 wt％ Al2O3 alloy has a high softening resistance at elevated temperature.【期刊名称】《兵工学报》【年(卷),期】2017(038)011【总页数】6页(P2220-2225)【关键词】复合材料;Cu-1.12wt％ Al2O3合金;退火行为;力学性能;显微组织【作者】张雪辉;谢臣珍;李晓闲;刘位江;杨凯;蒋苗;祝绳健【作者单位】江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000;江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000;江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000;江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000;江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000;江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000;江西理工大学材料科学与工程学院,江西赣州341000【正文语种】中文【中图分类】TG146.1+1;TG166.2Al2O3-弥散强化铜(Cu-Al2O3)合金是以高熔点、高硬度、良好热稳定性和化学稳定性的纳米Al2O3颗粒作为增强相，并使其均匀弥散分布在铜基体内，具有高强度、高导电、高耐热的新型功能材料[1-4]，广泛应用于电磁炮导轨材料、大规模集成电路引线框架、电阻焊电极以及国际热核聚变实验堆(ITER)垂直靶材散热片等涵盖先进民用制造业、电子信息业、国防科技工业在内的诸多高新技术领域[5-6]。
氧化铝弥散强化铜生产工艺
氧化铝弥散强化铜生产工艺
引言：
氧化铝弥散强化铜是一种常用的金属复合材料，具有优异的力学性能和导热性能。
本文将介绍氧化铝弥散强化铜的生产工艺，包括原料准备、混合、成型、烧结和后处理等环节。
一、原料准备
1. 氧化铝粉末：选择高纯度的氧化铝粉末作为原料，确保产品的质量和性能。
2. 铜粉：选用高纯度的铜粉，与氧化铝粉末进行混合，以实现弥散强化效果。
二、混合
将氧化铝粉末和铜粉按一定比例混合，可以通过机械搅拌或球磨的方式进行。
混合的目的是使两种粉末均匀分散，以提高复合材料的均一性和稳定性。
三、成型
混合后的粉末可以通过压制成型的方式得到所需形状的坯料。
常用的成型方法包括等静压成型、注射成型和挤压成型等。
成型过程中需要控制压力和温度，以确保坯料的致密度和形状的精度。
四、烧结
成型后的坯料需要进行烧结处理，以实现粉末颗粒的结合和材料的致密化。
烧结过程中，通过加热使粉末颗粒发生扩散反应，形成金属结合相，从而提高复合材料的力学性能和导热性能。
五、后处理
烧结后的复合材料需要进行后处理，包括热处理和表面处理。
热处理可以进一步提高材料的强度和硬度，而表面处理可以改善材料的耐腐蚀性能和外观质量。
结论：
氧化铝弥散强化铜是一种具有广泛应用前景的金属复合材料。
通过合理的生产工艺，可以获得高质量的氧化铝弥散强化铜制品。
在实际生产中，需要严格控制每个环节的工艺参数，以确保产品的性能和质量。
随着科技的不断进步，氧化铝弥散强化铜在航空航天、电子器件和汽车工业等领域的应用将会越来越广泛。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
弥散强化铜〃制备工艺
性能
1. 机械合金化法
2. 机械混合法 3. 复合电沉积法 1. 内氧化法
外加颗粒法
结构 原位合成法
2. 溶胶 -凝胶法 工艺 3. 共沉淀法
弥散强化铜〃机械合金化
在机械力的作用下，粉末经过反复挤压、变形、断裂、焊合过程， 最终形成弥散巨晕分布的超细粒子
增强相 粒子
Cu粉
机械合金化
弥散强化铜〃实验室研究
Al₂O₃/Cu复合材料 1. 行星高能球磨能有效固溶Al₂O₃颗粒和掺杂元素到铜基体中，并 制备的弥散强化铜粉末粒径小，均匀分布 2. 弥散强化铜进行微量银掺杂，银元素在Al₂O₃与Cu界面偏聚，有 效抑制了氧化铝晶粒长大，改善了材料力学性能
弥散强化铜〃实验室研究
1. 从制备工艺入手，结合内氧化和机械合金化的优点。利用机械 合金化产生的高能使Cu-Al合金粉中Al相被CuO氧化生成均匀分布 的细小弥散相
Cu-Al合金粉
CuO粉
ห้องสมุดไป่ตู้
机械合金 化-内氧化
还原
烧结
成型
2. 添加少量掺杂元素，杂质在界面偏聚改善金属陶瓷界面 掺杂元素还可能在铜基体固溶改善材料力学性能
高强度（强度可达550MPa，为纯铜2倍）
性能 高导电率和导热率（导电率可达 85%IACS，与纯铜相近）
良好高温强度（软化温度达800-900℃）
结构 应用
工艺
弥散强化铜〃结构与性能
亚微米甚至纳米级增强相微粒在晶界、亚晶界和晶粒内 性能 部均匀弥散分布
1. 导电率
电子定向传输会受到界面的散射而减弱。增强相粒子的存在 肯定会降低导电率，但是第二相粒子颗粒细小并且弥散均匀 结构 工艺 分布，对自由电子的散射作用较小，并不会明显影响导电率
弥散强化铜功能材料
弥散强化铜〃提纲
1/ 介绍 2/ 应用 3/ 强化机制 4/ 制备工艺 5/ 实验室研究
弥散强化铜〃介绍
弥散强化铜是一种具有优异高温强 度，良好导电导热性的高性能功能 材料 通过添加少量的第二相颗粒，弥散 强化铜在保持铜合金良好导电导热 性的同时又提高了机械强度
弥散强化铜〃性能与应用
缺点： 内氧化所需氧量难以控制 工艺复杂
弥散强化铜〃实验室研究
Al₂O₃/Cu复合材料 值得我们研究 需要我们研究 如何使增强相弥散均匀分布在铜合金基体中 陶瓷金属界面润湿性差，结合程度低 工序繁琐，工艺参数难以稳定
1. 颗粒硬度高，高温下热稳定性好 2. 生成自由能负值大，结构稳定 3. 对Cu基体不溶性
还原
烧结
成型
优点： 控制基体成分 控制氧化物颗粒分散度 工艺简单
缺点： 机械合金化过程中易受到污染
弥散强化铜〃内氧化法
内氧化法是利用合金中某些活性溶质元素的选择氧化，通过控 制温度、时间、氧分压等工艺参数获得强化相弥散均匀的铜基 材料
Cu-Al合金粉
CuO粉
内氧化
还原
烧结
成型
优点： 解决了金属基体和陶瓷增强相 粒子界面润湿性差的问题
2. 力学性能
弥散的增强相粒子通过阻碍位错、亚晶界和晶界的运动，显 著地提高材料的力学性能和再结晶温度
弥散强化铜〃强化机制
1. 钉扎位错强化机制 位错运动时必须绕过或切过弥散增强相粒子， 增加了位错运动阻力
2. 钉扎晶界强化机制 弥散增强相粒子对晶界、亚晶界起到钉扎作用 高温下，位错密度小，钉扎晶界强化机制币钉扎位错机制更为重要， 所以弥散强化铜有较好的高温力学稳定性