銅基合金表面FSP制備Al2O3-TiO2顆粒增強復合材料改性層的研究.pdf

1、Al2O3/TiO2顆粒彌散強化銅基表面復合材料在保持銅基體良好的導電性、導熱性能的同時，大大提高了材料表面的強度，將高強度和高導電性能有機的結合到一起，在電子電氣、交通等領域有著廣闊的應用前景。然而，由于Al2O3、TiO2等陶瓷相顆粒與銅基體間的潤濕性比較差，常規(guī)的鑄造、噴射沉積或粉末冶金等加工方法所制備的復合材料中的增強體顆粒與基體間的結合能力不夠理想,且引入的增強顆粒在基體中往往存在著團聚等顆粒分散不均勻現(xiàn)象，從而使得復合材料的

2、性能大大低于預期值。
　　本文采用攪拌摩擦加工技術將預先噴涂于T2純銅基體表面的AT40陶瓷涂層引入到基體中制備Al2O3/TiO2顆粒彌散強化銅基表面復合改性層，并通過多道次加工解決復合層內(nèi)的陶瓷相顆粒的團聚問題，實現(xiàn)顆粒的彌散分布。文中首先對FSP過程中的加工工藝參數(shù)實施優(yōu)化，隨后分析了不同工藝參數(shù)、以及不同加工道次條件下加工區(qū)內(nèi)的微觀組織結構、陶瓷相顆粒的分布特征及其相應的力學性能差異，最終結合測試結果對改性過程中的產(chǎn)熱機制

3、及組織演變機理進行分析討論。
　　實驗結果表明，改性層由表層細晶強化區(qū)和次表層的顆粒彌散區(qū)兩部分組成。隨著加工道次的增加顆粒彌散區(qū)厚度有所增加，經(jīng)三道次FSP加工制得的顆粒彌散區(qū)厚度達到2200μm，增強相顆粒大幅細化，并實現(xiàn)了其在基體中的均勻彌散分布，且顆粒與基體銅間的結合力大大增加。改性層內(nèi)平均硬度值達到448HV0.1，相當于母材硬度值的5倍；接頭的最大剪切力達到7.98KN，抗剪切強度約為200MPa，約為母材的80％，斷