ZnOpCu复合材料的制备工艺与物理性能的研究.pdfVIP

第38卷 增刊1 稀有金属材料与工程 V01．38，Suppl．1 ANDENGD厄ERrNG 2009 2009年4月 lUU吨METAL～¨胍RIALS Apdt 王军红，崔春翔，王清周，刘福才，胡宇鹏，李忠会 (河北工业大学，天津300130) 摘要：采用粉末冶金法制备含不同质量分数ZnO的铜基复合材料，并对材料的密度、硬度和电导率进行考察。结果 表明，与相同工艺制备的紫铜相比，复合材料的硬度有很大程度的提高，而电导率降低不明显。随着ZnO质量分数的 增加，材料的密度和电导率都呈下降趋势，而硬度先增大后减小．当ZnO含量为10％时，复合材料具有最好的综合性 MS／m。 能，密度达98％以上，HV硬度、电导率分别达980MPa和41．5 关键词：高强高导电；铜基复合材料：粉末冶金 中图法分类号：TFl25．2+ll；TB33l；TM241文献标识码：A 铜是人类历史上应用最早的金属，至今也是应用 粉末的性能如表l所示。电解铜粉呈树枝状，这样即可 最广泛的金属之一。主要用作导电、导热并兼有耐蚀 保证树枝间有一定的空隙便于增强颗粒的嵌入，又能 性的器材及其制造各种铜合金，是电气仪表、化工、 兼顾粉末产品的高性能，获得致密的复合材料且具有 造船、机械等工业部门的重要材料【l】。但随着现代工 相对较低的价格。本实验在氩气气氛的保护下用行星 业的飞速发展，对铜合金材料的综合性能提出了更高 式球磨机球磨1．5h进行混料。粉末混合均匀后，用200 的要求，如大规模集成电路引线框架材料需抗拉强度 ≥600 MPa、导电率≥80％IACS，抗高温软化温度≥ 800K等【21。传统的铜及其合金已不能满足其要求，如数。下同)的铜基复合材料。初压压力600MPa。在烧 何在不降低或少降低铜的电导率的前提下，大幅度地 结炉中选用氩气作保护气体，在920℃烧结2．5h。然 h。 提高铜的强度，已成为当前铜研究中的主要问题之一。 后采用1000MPa进行复压，在940℃复烧2．5 导电理论指出，第二相复合强化不会明显降低铜基体 的导电性，而且由于强化相还可改善基体的性能，成 为高导电铜基材料的主要强化手段【3】，所以研制具有 高强度高导电铜基复合材料是一个可行的途径。 目前颗粒增强铜基复合材料的研究中增强相主要 集中在两类：硬质合金(钢颗粒、钨颗粒等)和金属陶 瓷(A1203、SiC、TiN、AIN、TiB2、Zr02、WC等)，其 中A1203和SiC研究得较多。ZnO是一种宽带隙II．Ⅵ 族化合物半导体材料，具有优良的光学和电学性质【4l， 图l原材料的微观形貌 oftaw and 并且价格便宜、无毒。现在已经有其增强银的复合材 Fig．1Micrographsmaterials：(a)purecopperpowder 料作为触头材料的报道，但国内外对ZnO增强铜基复 (b)ZnOpowder 合材料的研究较少，本实验对ZnO；Cu复合材料的制 备工艺与物理性能进行了初步研究。 应用阿基米德原理，采用排水法测量试样的密度； 硬度测试的仪器为HXD．1000型维氏硬度计，试验参数： 1 实验 载荷为100