SiC组分含量对SiC/Cu复合材料力学性能的影响

采用真空热压法制备了不同配比的SiC/Cu金属陶瓷复合材料。利用阿基米德原理测定了复合材料的密度及气孔率;利用Instron万能材料电子试验机测得其三点弯曲强度;采用Hv-1000显微硬度仪测试其显微硬度,采用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对烧成样品的物相组成和断口显微形貌进行表征。结果表明:随着SiC组分含量的增加,SiC/Cu复合材料的致密度、抗弯强度均有所下降,而气孔率和显微硬度显著增加。在750℃,30MPa压力作用下,保温3min,制备得到的30SiC/70Cu(vol%)的复合材料,具有最优的力学性能,其显微硬度达到2087.2MPa,抗弯强度为174.0MPa。SiC/Cu复合材料的断裂行为既表现出一定的微观韧性特征,又表现出一定的脆性特征。

不同工艺对SiC/Cu复合材料界面结合的影响

采用包裹法和机械合金法制备了SiC:Cu为20:80(体积比)的SiC/Cu复合材料。采用XRD,SEM及EDAX能谱对粉体和烧成样品的物相、断口显微形貌及断口物质成分进行了表征。结果表明:采用包裹法在制备复合粉体过程中出现Cu2O,其含量在烧结过程中减少,包裹法制备的烧成样品SiC颗粒和Cu结合成"核-壳"结构,两相分布比机械合金法更均匀,界面结合更好,强度更高。

SiC/Cu复合材料磨损界面研究

采用非均相沉淀法制备了SiC/Cu包裹复合粉体,热压烧结制备SiC/Cu复合材料.以Si3N4球为摩擦副,在400℃条件下进行磨损实验.采用XRD、SEM分别对磨损前后材料的界面物相、磨损界面的形貌以及裂纹的扩展变化情况进行分析.结果表明:在该实验条件下,SiC/Cu复合材料界面的物相随着磨损的进行发生变化,Cu2O含量大大增加,同时出现CuO.随着循环荷载的增加,复合材料的内部产生了裂纹,裂纹的扩展是沿着SiC/Cu界面进行;而SiC颗粒的存在,使复合材料内部裂纹发生偏转,有利于提高材料的耐磨性.