磁场下W-20Cu复合材料的干摩擦学性能

采用水热合成法制得纳米W-Cu复合粉末,并在1 050℃经热压烧结制备出W-20Cu复合材料。利用扫描电子显微镜(SEM)分析了W-20Cu的组织形貌、磨损形貌及磨屑,并在室温下与7075铝合金配副进行磁场干摩擦磨损试验。结果表明:水热合成-热压烧结法制得的W-20Cu复合材料的硬度达215HB,电导率为45%IACS。不加磁场时,W-20Cu复合材料销磨损面黏附较厚的高含Al层,磨屑呈螺旋状,磨损机制主要为粘着磨损;随着磁场强度的增加,黏附层变薄,销的磨损程度略微减弱而环的磨损加剧,摩擦副的摩擦因数有减小趋势,磨屑逐渐呈细小的碎片状及粒状,磨损机制主要为粘着磨损和轻微的氧化磨损。

W-20Cu复合材料的摩擦学性能研究

在MPV-1500摩擦试验机上研究水热合成法制备的W-20Cu复合材料与铝合金在不同载荷条件下的摩擦磨损性能。结果表明:试样在900℃退火2 h,晶粒有明显的层错条纹,可形成屏障阻碍位错的运动,使位错湮灭困难,亚晶界或晶界增加,导致晶粒细化,材料硬度提高。随着载荷的增大,摩擦因数先增大后减小,稳定性总体较好;磨损量先增加后逐渐趋于稳定。载荷较小时,W-20Cu复合材料磨损面黏附较厚的高含Al层,磨屑呈片状,磨损机制主要为疲劳磨损;随着载荷的增加,黏附层变薄,磨屑呈细小的碎片状及粒状,磨损机制主要为黏着和轻微的氧化磨损。

W-20Cu复合材料热变形行为及应变补偿本构模型

用Gleeble-3800热模拟试验机对W-20Cu复合材料进行热压缩试验,在应变率为0.001~1 s^(-1)、变形温度为1 073~1 223 K下进行热变形,研究应变率和温度对力学性能的影响。考虑应变对材料本构参数的影响,基于Arrhenius模型,建立W-20Cu复合材料的应变补偿本构模型,通过误差分析对应变补偿本构模型的准确性进行验证。结果表明:峰值应力随温度升高而降低,随应变率增大而增大,相对于应变率,W-20Cu复合材料对温度更敏感。基于应变补偿的W-20Cu复合材料本构模型能较好的预测热变形过程中的流变应力,其预测值与试验值的线性相关系数为0.973,平均相对误差为3.418%。

放电等离子烧结制备W-20%Cu复合材料的组织及性能研究

以水热合成-共还原工艺制备的W-20%Cu(质量分数)复合粉末为原料,用SPS技术成功制备了W-20%Cu复合材料,并对其显微组织和性能进行了分析研究。结果表明:随着烧结温度的升高和保温时间的延长,W、Cu两相微观结构组织分布更为均匀,孔隙也更少,W-20%Cu复合材料的致密度、硬度和电导率也相应提高;在烧结温度950℃、保温时间5min的工艺条件下,W-20%Cu复合材料的致密度、维氏硬度、电导率分别为98.9%、HV222.8、21.7 MS/m。

W-20%Cu复合材料超高速干滑动摩擦磨损行为研究

在经过改造的霍普金森压杆装置上进行高速摩擦磨损试验,研究了不同弹体冲击速度对W-20%Cu/7075Al、W-20%Cu/45钢摩擦磨损特性的影响,并探讨了磨损机理。结果表明：W-20%Cu/7075Al在高速条件下主要发生粘着磨损、磨粒磨损和氧化磨损,W-20%Cu/45钢在高速条件下主要发生粘着磨损和磨粒磨损。W-20%Cu/7075Al和W-20%Cu/45钢对偶件的摩擦系数相近,均在0.03~0.20以内;随滑动速度加快,W-20%Cu/7075Al、W-20%Cu/45钢的摩擦系数均减小;在同一滑动速度下,随摩擦次数的增多,W-20%Cu/7075Al对偶件摩擦系数的变化趋势是先降低后升高,然后趋于稳定,而W-20%Cu/45钢是先升高后降低,然后趋于稳定。W-20%Cu/7075Al、W-20%Cu/45钢对偶件的磨损率均呈负值,且随着滑动速度的加快,磨损率绝对值均呈减小趋势。

W-20Cu复合材料热变形行为及本构关系

通过热模拟压缩试验研究了W-20Cu复合材料在应变速率为0.01~5 s^(-1)、温度为850~1000℃时的高温热变形行为。采用扫描电镜对材料压缩变形后的显微组织进行了观察和研究。结果表明:W-20Cu复合材料具有较高的应变速率强化效应和温度软化效应;热变形加工理想条件为900~950℃,应变速率不大于1 s^(-1);材料热变形过程中,具有明显的条状Cu聚集现象,促使材料更致密,且高温、低应变速率致密效果更显著。利用试验数据,建立材料的Arrhennius本构方程,并对方程参数进行真应变的多项式函数关系修正与拟合,通过对比分析,修正后的本构方程能很好描述材料高温变形行为。

Cu/Ag_(20)复合材料的性能研究

采用一种新颖、独特的方法制备了新型Cu/Ag2 0 复合材料。当对数变形率 η =1 0 5 6时 ,电导率为 95 79%IACS ,极限抗拉强度达 71 0MPa。考察了热处理时间和温度对材料性能和结构的影响 ,分析了材料的加工方法、宏观性能与微观结构的关系。材料的性能与其界面密切相关。因此 ,对材料界面进行金相和电子探针分析 ,并绘制了不同温度下以Cu/Ag2 0 界面反应产物 (Ag +Cu)含量 (重量百分比 ,下同 )为表征参数的界面反应动力学曲线 ,解释了相应的材料宏观性能的变化 ,指出了这种复合材料的非平衡材料本质。

Ag/Cu、Ag/BZn_(15～20)复合材料性能的研究

对比分析了Ag/Cu、Ag/BZn15-20两种丝材在机械性能和电学性能方面的差异以及 由此造成的加工工艺的不同,试验并分析了控制壁厚和复合界面扩散对材料复合质量和加 工性能的影响因素,在此基础上制订出合适的拉拔和软化退火工艺。

W-35Cu复合材料动态压缩变形行为及本构关系

通过Gleeble-1500热模拟试验机对W-35Cu复合材料进行了应变速率0.01 s^-1、变形温度25~950℃以及变形温度25℃、应变速率0.01~5 s^-1的压缩试验,获取了材料在试验条件下的真应力应变曲线,分析了温度、应变速率对材料塑性变形力学性能的影响。并利用试验数据拟合建立了材料的本构方程。结果表明:在0.01 s^-1应变速率下,随变形温度的升高,材料变形抗力减小,材料最佳加工温度在750~900℃;在25℃变形温度下,材料变形抗力随应变速率的增大而增大,且对应变速率比较敏感。对比验证表明,建立的本构方程能较好地表征材料在试验条件下的塑性变形。

超细/纳米W-20Cu复合粉末的液相烧结机制

采用溶胶-喷雾干燥及氢还原工艺制备超细/纳米W-20 Cu复合粉末;将粉末压制成形,在1 340～1 420℃烧结5～180 min,并研究其致密化行为及晶粒长大机制。结果表明:烧结温度对液相烧结致密化起主要作用,W-20Cu复合粉末在液相烧结早期发生了显著的致密化,在1 420℃烧结5 min时,致密度可达到89%以上;随烧结时间的延长,致密度增加,在1 420℃烧结90 min时,相对密度最高,达到99.1%。液相烧结时,W晶粒不断长大并逐渐球化,且其晶粒大小G与时间烧结t符合G3=G 03+kt关系,服从溶解-析出机制。烧结温度对W晶粒长大影响显著,当温度从1 340℃上升到1 420℃时,其晶粒长大动力学系数从1.59×10-2μm3/min增大到2.47×10-2μm3/min,这说明液相的形成、颗粒重排、溶解-析出及W晶粒长大使得细晶W-Cu坯体获得近全致密。

MCCBA-Cu_2O-(MOF-5)三元复合材料抗菌性能的研究

以微晶纤维素水凝胶(MCCBA)为载体、采用Cu_2O和MOF-5原位沉积制备MCCBA-Cu_2O-(MOF-5)三元复合材料。通过傅里叶红外光谱仪(FT-IR)、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和革兰氏阴性大肠杆菌(E.Coli)分别表征其结构和抗菌能力。研究结果表明,Cu_2O和MOF-5能够很好地沉积在MCCBA上,从而制备出MCCBA-Cu_2O-(MOF-5)三元复合材料;抗菌实验表明,在培养24 h后,细菌生长曲线呈现递减性变化,抑菌圈直径呈递增性变化。这说明单一MC-CBA并不具有抗菌性,经纳米Cu_2O复合改性的MCCBA表现出一定的抗菌性。在引入MOF-5形成三元复合材料的细菌浓度(OD值)为1.0,抑菌圈直径变为10 mm,可以证明制备的三元复合材料对革兰氏阴性大肠杆菌呈现出优异的抗菌能力。

外加磁场对W-20Cu/45钢摩擦副干摩擦特性影响的实验研究

以W-20Cu销/45钢环摩擦副为研究对象,采用改进后的MPV-1500型摩擦磨损试验机,研究了直流磁场对W-20Cu干滑动摩擦磨损特性的影响.利用扫描电镜观察W-20Cu销磨损后的表面形貌、纵切面组织及磨屑形貌,采用三维形貌仪表征了磨损表面粗糙度.结果表明:随着磁场的施加和增大,W-20Cu销和45钢环的磨损率及摩擦系数均有减小趋势.磁场不仅降低了W-20Cu销摩擦面亚表层的变形程度,而且能吸附磨屑并使之细化.无外加磁场时,磨损机制主要为磨粒磨损;施加磁场后,W-20Cu销摩擦面趋于平滑,磨损机制变为磨粒磨损和氧化磨损的混合磨损.

粉末温轧工艺对W-20Cu合金密度和显微组织的影响

在W-Cu混合粉末中加入0.1%～2.0%（质量分数）的有机添加剂,在60～150℃温度下温轧成生板坯,然后进行液相烧结,获得W-20Cu合金板材。通过正交试验研究粉末轧制速度、轧制温度与添加剂含量对生板坯密度的影响,并对烧结板材的密度和显微组织进行分析与表征。结果表明,轧制温度与添加剂含量对粉末轧制板坯密度有显著影响,二轧制速度对生板坯密度的影响较小。随轧制温度升高,W-20Cu生板坯的密度增大,烧结板材的孔隙尺寸逐渐减小,孔隙率逐渐降低,烧结密度相应提高;随添加剂含量增加,板坯密度先升高后降低。在轧制温度为150℃,添加剂含量为0.3%时,生板坯的相对密度达到最大值85.38%,液相烧结后获得相对密度为99.65%的W-20Cu合金板材,金属Cu元素在钨基体中均匀、弥散分布。

预设升温速度对W-Cu合金性能的影响

采用Gleeble—3500D热模拟机,通过对烧结体密度、显微结构以及硬度的分析,研究了电场作用下预设升温速度对W-20Cu体系快速烧结的影响。结果表明:W-20Cu复合粉在800℃、较短时间(3min)内进行快速烧结可得到烧结性能良好、平均晶粒尺寸约0.4μm的W-Cu合金;并且随着预设升温速度的提高,电场的作用愈强,压坯所获得的热流密度愈大,这有利于烧结体的致密化;同时,预设升温速度的提高,合金的硬度呈递增趋势。

退火工艺对W-20%Cu复合材料组织与性能的影响

研究了不同退火温度及退火时间对W-20%Cu复合材料微观组织、硬度、抗拉强度、导电率、密度的影响。结果表明,W-20%Cu复合材料退火温度为750~950℃,随温度升高,导电率和硬度先升高后降低;800℃与900℃分别退火0.5~6 h,导电率下降,硬度先升高后降低。800℃×0.5 h时的W-20%Cu复合材料的导电率相对较高,为47.32%IACS(国际退火铜标准),900℃×1 h时材料硬度相对较高,为285 HB。

镀镍厚度对钨铜封装材料气密性及耐腐蚀性的影响

为了提高W-Cu复合材料的抗腐蚀性,降低W-Cu复合材料孔隙度对整体器件气密性的影响,同时为后续银铜焊接提供良好的界面润湿性,工业上常对W-Cu电子封装材料进行电镀Ni加厚处理,以避免湿热环境中W-Cu复合材料出现“黄斑”“锈蚀”现象。为探索镀镍厚度对W-Cu复合材料气密性以及盐雾试验的影响,本研究以纯度为99.95%、费氏粒度为9μm的W粉和无氧铜板为原料,使用冷等静压机在200 MPa压力下将W粉压制成型,在H2气氛下1 500℃烧结得到W骨架,然后W骨架在1 350℃下渗铜2 h制得W-20Cu复合材料,W-20Cu复合材料经过机械加工,电镀Ni和Au涂层后得到规格为1.2 mm×1.6 mm×20 mm的成品零件。通过X-Ray镀层测厚仪对电镀Ni的厚度进行了测定,通过盐雾试验观测电镀Ni后的W-20Cu复合材料微观组织,测试材料的漏气率,研究了不同Ni层厚度对于W-20Cu复合材料抗腐蚀性的影响。结果表明,W-20Cu复合材料的漏气率随着电镀Ni涂层厚度的增加而降低,抗腐蚀能力随着电镀Ni涂层厚度的增加而增强,当Ni层厚度在1~3μm之间时,盐雾试验后材料表面出现变色现象,当Ni层厚度大于5μm时,盐雾试验后材料表面无变色、锈蚀等现象。电镀Ni厚度5μm的W-20Cu复合材料经过168 h盐雾试验测试后,锈蚀面积占工件面积的0.5%,根据GB/T 6461—2002中的评级办法,保护级别可达7级标准。

化学镀和粉末冶金法制备W-15Cu复合材料及性能研究（英文）

用化学镀和粉末冶金的方法制备出W-15Cu复合材料。首先用化学方法对W粉表面预处理,然后在其表面化学镀铜。得到的复合粉末用图谱进行表征。发现用化学镀的方法制备出的W-15Cu复合粉末纯度非常高,且W颗粒均匀、被Cu致密的包覆着。呈现出包状结构。这种复合粉末表现出优异的压制性能,压坯分别在300,400,500,600 MPa的压制压力下成形。压坯在1250℃温度下保温90min烧结后,从其断口形貌可以发现W颗粒没有明显的长大,且W颗粒表面特征并没有发生改变,仍然表现出预处理后的表面特征。对烧结体的相对密度、硬度、抗弯强度和电导率同样进行了表征。

Al_(65)Cu_(20)Fe_(15)准晶颗粒/Al基复合材料在热压过程中的组织变化

利用透射电子显微镜(TEM)、电子探针、X射线衍射仪等微观分析技术,研究了Al65Cu20Fe15准晶颗粒 Al基复合材料在不同热压工艺条件下的显微组织结构,以探明组织结构的变化对该新型复合材料性能的影响.结果表明,在热压扩散相变过程中,随热压温度的升高,准晶相中首先产生大量的微畴缺陷,某些方向上原子呈周期性排列,最后,转变为ω Al7Cu2Fe晶体相.热压时间和颗粒体积分数对颗粒的组织结构影响不明显.颗粒中的Cu原子扩散到基体中,结果在纯Al基体中析出θ′和θ Al2Cu相.

水热-共还原法制备电气用W/Cu复合粉末的组织和侵蚀性能研究

由水热-共还原法制备得到电气用W-20Cu复合粉末,并分析其微观组织、电弧侵蚀性能以及侵蚀后形态。结果表明:W-20Cu复合粉末呈现均匀、细小的颗粒分布状态。W颗粒外径在500 nm左右,尺寸较大的W颗粒是由许多团聚的小颗粒构成的。压坯断口区域表现出了明显的韧窝断裂特征。电弧侵蚀处理后,W-20Cu复合粉末表面物相基本是由W、Cu这两相所构成,未出现明显孔洞与裂纹结构。在分断闭合过程中,材料的转移形式主要以熔桥转移、电弧转移和喷溅蒸发为主。

热处理对Al_(65)Cu_(20)Cr_(15)准晶颗粒增强铝基复合材料磨损性能的影响

研究了热压状态及热处理后Al65Cu20Cr15准晶颗粒增强Al基复合材料在干摩擦时的耐磨性和磨损机制.研究表明,时效时间越长该复合材料的耐磨性越好;退火处理条件下复合材料的耐磨性最好.在干摩擦条件下,该复合材料的磨损机制是以磨粒磨损为主,伴有粘着磨损和氧化磨损.