离子注入技术制备Cu－AlN双晶体的晶体学性能

通过在高纯ＡＩＮ基片表面层区域注入Ｃｕ离子及随后恒温退火制取了低能组态的Ｃｕ－ＡｌＮ双晶体。应用透射电子显微术（ＴＥＭ）及卢瑟夫背散射（ＲＳＳ）等技术研究了这种双晶体的显微结构性能。纳米尺寸的Ｃｕ颗粒与ＡｌＮ基体之间总呈现出唯一的低能晶体学取向关系。镶嵌在ＡｌＮ基体中的Ｃｕ颗粒常常表现出呈李晶关系的片层状显微组织。这是因为在长大过程中，Ｃｕ颗粒通过孪生过程缓解了由于共格关系而产生的弹性应变能。

稀土改性纳米复合材料(Cu/AlN)的组织与性能

采用高纯氩气保护高能球磨法制备了Cu-AlN-RE复合粉体,600MPa成型后在900℃氢气保护条件下烧结制备铜基纳米复合材料,并对试样的微观组织结构、硬度、导电性及导热性能进行了观察和测试。结果表明:在球磨过程中没有新相产生,随球磨时间延长,晶粒不断细化和微应变增加,C系、CC系铜的晶粒尺寸范围是0.26~0.54μm;稀土使杂质原子在界面聚集,改变了界面结构,降低了熵值;含稀土0.1g(0.44wt.%)、AlN0.2g(0.89wt.%)的铜基复合材料的HB达到81,电导率达到80%IACS,热导率达到223Wm-1 K-1。

纳米颗粒增强铜基摩擦材料的摩擦学性能

基于粉末冶金法分别制备了纳米氮化铝和纳米石墨增强铜基摩擦材料,研究了纳米颗粒对铜基摩擦材料的摩擦磨损和耐热性能的影响规律。采用扫描电子显微镜(SEM)分析了材料的微观结构和磨损形貌,并利用惯性摩擦磨损试验机考核其摩擦学性能。实验结果表明:与未添加纳米颗粒的摩擦材料相比,添加纳米氮化铝和纳米石墨的摩擦材料的摩擦因数高而稳定,且随接合次数增加无明显衰退现象;耐磨性能分别提高了25%和11%;耐热性能分别提高了18%和25%。未添加纳米颗粒的摩擦材料的磨损机制主要为犁沟式磨料磨损,纳米氮化铝和纳米石墨能减少摩擦材料的磨料磨损,从而增强了摩擦材料的耐磨性。实验结果显示,纳米氮化铝和纳米石墨可显著提高铜基摩擦材料的摩擦学性能。

Ag-Cu-Ti活性法封接AlN陶瓷与Mo-Cu合金

用AgCu—Ti焊料在真空条件下活性法封接了AIN陶瓷和Mo—Cu合金，用EBSD，EDS，XRD等手段分析了界面结构，对封接件进行了强度和气密性测试。结果显示：焊料中的活性组元Ti与陶瓷反应，形成厚2～3μm，紧邻陶瓷连续分布的反应层；靠近AlN一侧，焊层为AgCu共晶组织，靠近合金一侧，焊层以富Cu相为主。整个界面产物主要有TiN，Cu2Ti，AgTi3，AgTi，Ni3Ti等化合物。连接件的剪切强度στ=172．94MPa，弯曲强度στ=69．59MPa，气密性1．0×10^-11=Pa·m^3／s。

AlN陶瓷间的AgCuTi活性焊膏封接

研究了AlN陶瓷间的Ag70Cu28Ti2活性焊膏钎焊封接工艺。封接温度和封接保温时间对Al N接头强度有很大的影响。实验结果表明,在800~950℃下保温5~30 min,钎焊接头的剪切强度达到峰值。通过扫描电子显微镜及X射线能谱仪观察了焊层组织与形貌,获得了元素组成与分布,发现活性元素Ti主要分布在焊层与陶瓷的界面处。