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0.前言 金属铜具有优良的导电和导热性能，在电子、电器及与导电相关的其他工业领域中有着广泛的应用。但是,随着工业技术的发展,对用作导电器件的材料要求越来越高,金属低强度和低耐磨性的弊端使其已经不能满足工业发展的需要。从20世纪60年代开始,已研究者用添加碳纤维等增强相的方法制备出具有较高强度和耐磨性的铜基复合材料,而且保持了与金属铜相近的导电和导热性。到目前为止,国内外研制和开发了多种新型的铜基复合材料[1-3]。 在众多种类的铜基复合材料中，颗粒增强型铜基复合材料由于成本低廉，各向同性，而且能够克服纤维增强复合材料生产过程中存在的诸如纤维损坏，微观组织不均匀，纤维与纤维相互接触，反应带过大等缺点，成为目前铜基复合材料研究的热点。 1.增强相颗粒的种类 颗粒增强铜基复合材料是指在铜基体中人为地或通过一定工艺生成弥散分布的第二相粒子第二相粒子利用混合强化和阻碍位错运动的方式来提高铜基的强度,增加其耐磨性,如Al2O3/Cu复合材料,TiB2/Cu复合材料[4-5]。通常第二相粒子在铜基复合材料中主要以2种形式分布：①在晶粒内部弥散分布；②在晶界上聚集分布。 颗粒增强铜基复合材料的力学性能主要取决于铜基体、增强体的性能以及增强体与基体之间界面的特性。目前较常采用的增强体主要有：碳化物 ,如SiC、B4C；氮化物，如Si3N4、AlN；氧化物，如Al2O3、SiO2，以及C、Si等，此外还有Fe2P、Ni2Sn、Fe2Ti、Co2P、NixTiy、Mg3P2；等一系列中间相。增强体与基体的化学稳定性与相容性非常重要,它关系到材料的制备和材料长期安全使用的可靠性增强体与基体的热膨胀系数差值也十分重要,由此引起的材料内部位错密度的变化和内应力场的变化对材料的性能影响很大[6]。 选择颗粒增强相的参数包括[7] ：①弹性模量；②拉伸强度；③密度；④熔点；⑤热稳定性；⑥热膨胀系数；⑦尺寸及形状；⑧与机体材料的相密性；⑨成本。具体选择增强相时要将其用途、复合材料的生产工艺及整个复合材料的成本等因素综合起来统筹考虑[8]。表1列出了部分增强颗粒的性能指标[9]。 2 铜基符合材料的制备方法 目前,颗粒增强型铜基复合材料的制备方法分为外加强制法和内部自生法[10]，前者包括粉末冶金法、机械合金化法等；后者有原位自生成法、内氧化法等。现介绍几种较成熟的颗粒增强型铜基复合材料的制备方法。 2.1 粉末冶金法 粉末冶金法的主要工艺为把一定比例的Cu粉与增强相颗粒粉末混合均匀、压制成型后进行烧结，制成烧结体预制件。然后通过液相浸渗法向增强体预制件中熔渗铜；熔渗铜有2种方法；压力熔渗法和真空-压力熔渗法[11]。前者是将预制件放入模具预热后，将金属熔体倾入，同时压下压头 ,使其在压力下熔渗，熔体凝固后即可脱膜。这种工艺方法简单但预制件中的气体不易在凝固前排出而造成气孔与疏松，同时预制件也易发生变形和偏移。后者是将预制件放入位于承压容器的模具内，先抽真空，排出预制件内的气体，再用气压把金属熔体由通道压入模具内,使之熔渗预制件。这种方法虽然需要专用设备 ,但是制件质量好。粉末冶金法生产铜基复合材料工艺成熟 ,材料性能较好 ,但生产工艺复杂 ,成本高 ,生产效率低 ,同时复合材料界面易受污染 ,界面反应严重。 机械合金化法是通过将不同的金属粉末和弥散粒子在高能球磨机中长时间研磨，使金属原料达到原子级水平的紧密结合状态，同时将硬质粒子均匀地嵌入金属颗粒中，得到复合粉末，然后压紧、成型、 烧结[12.13]。由于在球磨过程中引入了大量晶格畸变、位错、晶界等缺陷，互扩散加强，激活能降低，复合过程的热力学和动力学不同于普通的固态过程，能制备出常规条件下难以制备的新型亚稳态复合材料。用机械合金化合成超徽细难熔金属化合物（如NbC 、TIC 、MoC 、NbB 、TIB 、ZrN ) ，可细小到纳米级的微结构，从而获得了纳米晶材料，是近年来发展起来的开发铜基复合材料的新方法之一。用机械合金化方法以纯元素粉末为原料制得合金粉末再结合热处理方法得到氧化物弥散强化或碳化物弥散强化合金可进一步改善合金的性能，这对开发新型弥散强化铜合金复合材料具有重要意义。 2 · 3 原位自生成法原位自生成法是指增强体在复合材料的制造过程中在荃体中生成和生长的方法．增强体可由加入的相应元索之间的反应、或合金熔体中的某种组分与加入元素或化合物之间的反应生成。原位自生成复合材料中基体与增强体之间的相容性好，结合牢固，特别是当增强体与基体之间有共格或半共格关系时，能非常有效地传递应力，界面上不生成有害的反应产物，增强体表面无污染，可避免与基体润湿的不良问题；增强体的尺寸与分布易于控制；材料的强度、弹性模量等性能易大幅度调整，因此具有较优异的综合力学性能。原位自生成法主要有形变原位复合、自芡延