不同浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金退火行为的研究

通过力学性能测试和金相观察对中、低浓度Cu—Al2O3弥散强化铜合金的退火行为进行了研究。结果表明：低浓度弥散强化铜合金具有一定的抗高温软化性能，500℃退火后发生再结晶，900℃退火后已基本完全再结晶，屈强比约为56％。中浓度合金抗高温软化性能较好，900℃退火后，合金仍然以回复过程为主，金相尺度下不能看到再结晶晶粒，屈强比可达70％。弥散强化铜合金优越的抗高温软化性能归功于铜基体内均匀弥散分布有纳米Al2O3粒子。

Cu-Al_2O_3纳米弥散强化铜合金的短流程制备工艺及性能

研究了一种简化的短流程工艺,成功地制备出几种不同成分的Cu-Al2O3弥散强化铜合金.对Cu-0.3wt%Al合金粉末内氧化的研究表明,在700℃～900℃内氧化时,早期进行得非常迅速,硬度的提高主要发生在1h以内;不同温度下内氧化达到硬度峰值的时间也各不相同,且900℃内氧化时硬度的峰值为最高(HV=141).随Al2O3体积分数的增加,挤压态合金σb和σ0.2均逐渐升高,但其增速随Al2O3的增加有逐渐减缓之势.经不同变形量的冷拉拔后,σb和σ0.2基本呈相对均匀的速度增加,且随Al2O3含量的增加,加工硬化的速率逐渐变慢,延伸率则相应降低,电导率的下降幅度不大.所有Cu-Al2O3合金在退火后均能保持其大部分强度(≥72%).

纳米Al_2O_3粒子浓度对弥散强化铜合金退火行为的影响

通过力学性能、金相和TEM观察对低、中浓度Cu-Al2O3弥散强化铜合金的退火行为进行了研究。结果表明：低浓度弥散强化铜合金具有一定的抗高温软化性能，500℃退火后发生再结晶，900℃退火后已基本完全再结晶，屈强比约为56％。中浓度合金抗高温软化性能较好，900℃退火后，合金仍然以回复过程为主，金相尺度下不能看到再结晶晶粒，屈强比可迭70％。弥散强化铜合金优越的抗高温软化性能归功于铜基体内均匀弥散分布的纳米Al2O3粒子。Al2O3粒子尺寸在10～20nm内时，粒子间距〉200nm时，阻碍晶界迁移能力较差，粒子间距〈90nm时，可显著阻碍晶界的迁移，含金抗高温软化性能优越。

挤压态Cu-Al_2O_3弥散强化铜合金组织结构与强化机制的定量探讨

通过力学性能测试、金相和透射电镜观察等手段研究了热挤压态Cu-0.12 Al2O3弥散强化铜合金的组织与性能．结果表明：挤压态Cu-Al2O3弥散强化铜合金的主要强化机制是细晶强化和弥散强化．细小的Al2O3相钉扎位错，强烈抑制基体的再结晶，造成材料小晶粒、多晶界效应，其平均亚晶粒大小仅为2～4μm，同时对不同强制机制对合金强度的贡献进行了定量计算，计算值与实验值吻合较好．

冷拉拔变形量对Cu-Al2O3弥散强化铜合金线材组织性能的影响

对退火态Cu-0. 2%Al2O3弥散强化铜合金进行最大变形量达99%的冷拉拔加工,采用光学显微镜、扫描电镜、X射线衍射仪和拉伸试验机等测试手段,研究了冷拉拔变形量对合金微观组织、织构、导电率及力学性能的影响规律。结果表明:随着冷拉拔变形量的增加,合金的微观组织由较粗的长条形组织变成细长的纤维组织,并且经过大变形量冷拉拔加工后部分Al2O3颗粒发生了破碎;当变形量为0%时,合金的织构由黄铜织构{011}<211>和立方织构{001}<100>组成,冷拉拔变形量达到60%后,部分立方织构和黄铜织构逐渐转变为高斯织构{011}<100>和铜型织构{112}<111>;冷拉拔变形量对合金导电率几乎没有影响;合金的显微硬度从141 HV0. 3增加到161 HV0. 3,而合金的抗拉强度由492 MPa增加到637 MPa,屈服强度由452 MPa增加到605 MPa,伸长率由14. 0%下降至1. 0%,并且发现合金拉伸断裂为韧性断裂。研究结果表明Cu-0. 2%Al2O3弥散强化铜合金具有较优良的塑性加工性能。

纳米Al_2O_3粒子弥散强化铜合金冷加工及退火行为

通过力学性能、电学性能测量和金相、电镜观察对Cu-Al2O3弥散强化铜合金的冷加工及退火后性能和组织的变化进行了系统研究.结果表明:挤压态合金随冷拉拔变形量增大,σb和σ0.2逐渐升高,δ逐渐下降,电导率则变化甚微.合金经92%的变形后,σb,σ0.2,δ和电导率分别为490 MPa,485 MPa,10%和91.4%IACS,其在400℃～1000℃温度范围退火后性能有不同程度的回复.不同变形量的合金样品900℃1 h退火后性能均回复至挤压态水平,且未见再结晶现象.冷拉拔有利于粉末颗粒间进一步冶金化结合.

退火对纳米Al_2O_3粒子弥散强化铜合金显微组织与性能的影响

通过力学性能、电学性能测量和金相、电镜观察对Cu Al2 O3 弥散强化铜合金冷加工和退火态性能和组织的变化进行了系统研究。结果表明 :挤压态合金随冷拉拔变形量增大 ,σb 和σ0 .2 逐渐升高 ,δ逐渐下降 ,电导率则变化甚微。合金经 92 %的变形后 ,σb、σ0 .2 、δ和电导率分别为 490MPa、485MPa、10 %和 91.4%IACS ,其在 40 0～ 10 5 0℃温度范围退火后性能有不同程度的恢复。不同变形量的合金样品 90 0℃ ,1h退火后性能均恢复至挤压态水平 ,且未见再结晶现象。

Cu-0.54Al_2O_3弥散强化铜合金的拉伸变形和断裂行为

对Cu-0.54%Al2O3弥散强化复合材料的拉伸变形和断裂行为进行了研究。结果表明,经挤压比为30∶1的热挤压后,复合材料的σb、σ0.2、δ和σ0.2/σb分别高达340MPa、250MPa、24%和74%。冷加工后合金的强度随退火温度的升高而逐渐下降,但σ0.2/σb仍保持较高的值。挤压态合金的加工硬化指数n为0.256,明显低于纯铜。铜基体中均匀弥散分布着平均尺寸为18nm,间距为100nm的Al2O3纳米粒子,提高了铜基体的强度,阻碍了高温退火时再结晶的发生,降低了合金的加工硬化速率。挤压态合金的拉伸断口宏观上为杯锥状,微观上表现为明显的韧性断裂特征。

内氧化法制备Al_2O_3弥散强化铜合金的组织和性能

用Cu2O粉作氧化剂,采用内氧化工艺制备了Al2O3弥散强化铜合金薄板。研究不同Al含量(0.14%、0.30%)和内氧化时间(3、8、12h)下的Al2O3弥散强化铜合金薄板的电导率和硬度,并进行了显微组织分析。结果表明,内氧化时间越长,内部晶粒越粗大;其他内氧化条件相同情况下,Al含量越高,内氧化层的深度越小,内部晶粒越粗大;Al2O3弥散强化铜合金材料具有良好的电导率和较高的硬度。

高速压制法制备Al_2O_3弥散强化铜合金

采用高速压制(HVC)方法成形Al2O3质量含量分别为0.34%、1.00%和3.19%的3种弥散铜合金粉末,研究不同粉末HVC的成形效果和压坯的烧结性能。结果表明:压坯致密度随冲击能量的增加而增加,随Al2O3含量的增加有所降低。在最大冲击能量为927.5 J时,3种粉末压坯的最大致密度分别达到98.4%、96.2%和93.4%。压坯在氢气中经1080℃烧结1 h后,致密度并无明显变化,但导电率显著提高,同时硬度略有降低。所制备的3种Al2O3弥散强化铜合金的导电率分别为81.0%(IACS)、64.1%(IACS)和48.3%(IACS),硬度分别为77.3、85.7和81.3 HRB。3种烧结合金在氢气中经1080℃处理2 h后,其硬度基本保持不变。整体而言,采用HVC法制备含0.34%Al2O3的弥散铜合金具有良好的导电率、硬度和抗高温软化性能,可基本满足点焊电极的实际应用需求。

内氧化法制备Al_2O_3弥散强化铜合金及其组织与性能

采用内氧化法用雾化铜铝合金粉制备出了铝含量（质量分数）分别为0.15%、0.25%、0.35%的3种氧化铝弥散强化铜合金.研究了Al2O3弥散强化铜合金的组织与性能.结果表明,弥散铜合金的晶粒细小,晶粒大小在0.2～1μm之间;内氧化工艺生成的细小氧化铝质点在晶粒内部呈弥散分布,其平均直径小于20nm.0.35%Al含量的弥散强化铜合金抗拉强度为600MPa,电导率为83%IACS,满足了CuCrZr电阻焊电极的要求,可以作为CuCrZr电阻焊电极的替代材料.

内氧化-高速压制法制备Al_2O_3弥散强化铜合金的性能研究

以Cu-0.18%（质量分数）Al合金粉末为原料、Cu2O 为氧化剂,采用内氧化法制备Al2O3弥散铜合金粉末,采用高速压制（HVC）对粉末进行成形,经氢气中960-1080℃烧结制备弥散强化铜合金,研究合金粉末的HVC 成形效果和烧结温度对合金致密度、硬度、导电率和压缩强度等性能的影响. 结果表明,HVC成形Al2O3弥散铜合金粉能获得良好的成形效果,压坯密度达到8.71g/cm^3（98.4%致密度）.与压坯相比,烧结后合金的致密度并无明显变化,但其导电率显著提升,硬度有所降低,压缩强度升高.随烧结温度的升高,合金的导电率有所升高,硬度略有降低,压缩强度基本保持恒定.经1040-1080℃烧结制备合金的导电率、硬度分别达到80%IACS和77HRB以上,压缩强度达到450MPa,能基本满足点焊电极的实际应用需求.

Al_2O_3弥散强化铜合金材料的制备工艺探讨及应用

综述了Al2O3弥散强化铜合金材料的国内外发展现状和应用,并探讨了Al2O3弥散强化铜合金材料的制备工艺。

挤压态Cu-Al_2O_3弥散强化铜合金组织结构与强化机制的定量探讨

通过力学性能测试、金相和透射电镜观察等手段研究了热挤压态Cu-Al2O3弥散强化铜合金的组织与性能。结果表明:挤压态Cu-Al2O3弥散强化铜合金的主要强化机制是细晶强化和弥散强化。同时对不同强制机制对合金强度的贡献进行了定量计算,计算值与实验值吻合较好。

Al_2O_3/Cu弥散强化铜合金应力松弛行为

通过应力松弛试验,研究了Al_2O_3/Cu弥散强化铜合金在不同温度(室温、100℃、200℃和300℃)下的应力松弛行为。应用二次延迟函数模型拟合了应力松弛曲线,推导了不同温度下材料塑性应变速率与应力的关系。研究结果表明:Al_2O_3/Cu弥散强化铜合金的应力松弛曲线分为两个阶段。第一阶段,残余应力迅速下降;第二阶段,残余应力缓慢下降,随着时间延长无限接近应力松弛极限,且温度越高,应力松弛极限越低。在室温和100℃时,残余应力衰减率分别为30.7%和30.3%;在200℃和300℃时,残余应力衰减率分别为92.4%和97.3%。因此,该合金材料作为弹性元件时服役温度应小于100℃。塑性应变速率与应力关系曲线可以分为高应力和低应力阶段,两个阶段之间存在门槛应力,温度越高,门槛应力越小。门槛应力不同,相应的应力松弛机制也不同,室温和100℃时为第二相颗粒增强机制;200℃和300℃时为位错攀移机制。

Cu-2.7%Al_2O_3弥散强化铜合金的微观组织和力学性能研究

研究了Cu-2.7%Al2O3弥散强化铜(ADSC)合金的微观组织和力学性能。研究表明,纳米级的Al2O3弥散分布在铜基体中,多数为近球形,在晶界处有部分粗大的Al2O3粒子存在。Al2O3粒子与位错的交互作用以及霍尔-佩奇机制的贡献占其室温屈服强度的90%,高温下合金的强度主要与Al2O3粒子对位错的强烈钉扎以及对晶界和亚晶界滑动的阻碍作用有关。该合金的室温抗拉强度超过了560 MPa,700℃下的强度几乎与纯铜在室温下的强度相当。不同温度下的拉伸断口分析表明,弥散强化铜(ADSC)合金的塑性随温度升高逐渐降低。该合金的可加工性能优良,旋锻加工后,垂直于加工方向的晶粒进一步细化,平行于加工方向的纤维组织进一步拉长,横向和纵向硬度值均在160±5 Hv范围内。

纯铜组元对Al_(2)O_(3)弥散强化铜变形性能的影响

为改善Al_(2)O_(3)弥散强化铜的变形性能,通过向弥散强化铜中加入软质相纯铜组元,研究纯铜组元对弥散强化铜烧结坯变形性能的影响。对弥散铜烧结坯进行热压缩变形实验,获得了其不同热变形条件下的真应力应变曲线,建立了基于双曲正弦本构关系Arrhenius流变应力模型的本构方程,并计算获得热激活能值Q与应变速率敏感系数值m;对热挤压试样,进行室温性能检测和微观组织表征。结果表明:加入纯铜组元后,弥散铜烧结坯应力应变曲线峰值应力下降,曲线走势波动减弱,变形试样缺陷减少,热激活能Q降低,变形难度下降。应变速率较低时,纯铜组元的加入使得m值增加,弥散强化铜的塑性变好;应变速率较高时,纯铜组元的加入加剧基体软硬相不协调变形,m值降低,塑性变差。纯铜组元的加入使热挤压弥散铜的强化相浓度降低,硬度下降,导电率提升,晶粒变大。

Al_2O_3弥散粒子对Cu-Al_2O_3合金高温退火显微组织的影响

利用TEM研究弥散Al2O3粒子对变形Cu-Al2O3弥散强化铜合金高温退火显微组织的影响。结果表明:弥散强化铜合金等时(1h)退火时,显微硬度HV呈缓慢下降趋势,没有发生突降现象;弥散铜高温退火主要以位错亚结构回复为主,而亚晶较为少见;粒子弥散参数和胞壁性质对退火时的回复产生非常重要的影响;Al2O3弥散粒子影响位错在胞壁内的运动,阻碍胞壁内位错重排、迁移,使得胞壁很难通过运动而获得位向差的积累,从而阻碍大角晶界的形成;随合金中弥散粒子含量的增大和粒子间距的减小,亚晶形核更加困难;Cu-Al2O3合金冷轧过程中形成的胞组织的胞壁具有较小的平均位向差,导致弥散铜合金高温退火时难以形成具有明晰边界的亚晶组织。

Ti_3SiC_2弥散强化Cu:一种新的弥散强化铜合金

选用具有高导电、高导热性能的新型陶瓷Ti3SiC2做为弥散强化相，通过与Cu粉末高能球磨混合后，热压成一种新型弥散强化Cu材料机械性能测试表明，随着Ti3SiC2体积分数的提高，弥散强化,Cu的屈服强度和维氏硬度线性上升分析表明Ti3SiC2相的晶粒细化和位错塞积是主要强化机制。

纳米Y_2O_3弥散强化Ni基合金激光熔覆层

研究了纳米Y2O3对Ni基合金激光熔覆层显微组织、相结构和性能的影响。结果表明:加入纳米Y2O3 的Ni基激光熔覆层出现大量细小、无方向性生长的等轴晶;熔覆层主相为γ-Ni,此外还有Cr23C6、Ni4.6Si2B和 Ni17Y2等;加入1．5％纳米Y2O3的熔覆层显微硬度值大幅度提高,其耐磨性比纯Ni基提高5倍多,磨损机理由较为严重的粘着磨损转变为微动磨损。