cusi合金粉末的选择性氮化工艺研究word格式论文.docxVIP

AThesisSubmittedinFulfillment oftheRequirementsFortheDegreeofMasterofEngineeringStudyonselectivenitriding processofCu-SialloypowderSubmittedbyNameLiPengSupervisedbyProfessorNameXuYusongJiangsuUniversityofScienceandTechnologyJune,2014江苏科技大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文，是本人在导师的指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写过的作品成果。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律结果由本人承担。学位论文作者签名：年月日江苏科技大学学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权江苏科技大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于：(1)必威体育官网网址□，在年解密后适用本授权书。(2)不必威体育官网网址□。学位论文作者签名：指导教师签名：年月日年月日摘要摘要随着工业的发展，对于要求高导电，高导热，高强度的技术指标越来越高，普通的Cu合金已不能满足需求。以第二相颗粒弥散强化的铜基复合材料不仅强度高，导电性和导热性与纯铜相近，而且还有良好的抗电弧浸蚀和抗磨损能力，是一种具有广阔应用前景的新型材料。本课题旨在采用Cu-Si合金粉末选择性氮化的工艺制备Si3N4/Cu复合材料。首先应用水雾化法制得Cu-Si合金粉末，同时对Cu-Si合金粉末的选择性氮化热力学及动力学进行理论研究，在高温条件下对合金粉末进行氮化处理，通过控制工艺条件来寻求最佳的氮化工艺参数。着重讨论了氮化温度、氮化时间对粉体的氮化率、形貌等的影响。然后再对不同氮化工艺下处理过的粉末在优化的烧结参数下进行SPS热压烧结成型。研究了不同氮化参数对成型材料硬度、导电率和微观组织的影响。选择性氮化需要严格控制氧分压，因此采用95%N2+5%H2作为氮化介质；颗粒半径R及Si浓度一定的情况下，温度是决定氮化时间的主要控制参数。实验结果表明：粉末中N含量随着氮化温度的升高和氮化时间的延长而增大。在1000℃氮化60h和90h时，氮含量明显提高；Cu的衍射峰整体向大角度出现明显偏移，同时晶格常数变小，表明Si从Cu基体中脱溶，与N反应生成Si3N4；利用萃取法研究了选择性氮化产物及其晶体结构，复合材料的增强体以?-Si3N4为主。随着氮化温度的升高和氮化时间的延长，材料的电导率和硬度逐步上升，但是过长的氮化时间不利于材料硬度的改善。本课题中，1000℃×90h氮化条件下试样的致密度为99.49%，相对于原始合金粉末烧结得到的试样，电导率提升了2.94倍，硬度达到82.5HV，高温抗软化能力也有所提升。由于总体氮化速率较低，而且过高的氮化温度、过长的氮化时间会导致材料的强度和硬度下降，在未来的研究中将考虑采用更加高效的渗氮方法提升氮化速率。关键词Cu-Si合金；水雾化；复合材料；选择性氮化；真空SPS成型I江苏科技大学工学硕士学位论文AbstractWiththedevelopmentoftheindustry,ordinaryCualloyscantmeetthedemandsfor highconductivity,highthermalconductivityandhighstrength.Thecopperbased compositeswhichstrengthened by thedispersionofthesecond phaseparticlenotonlyhave high strength,high electricalconductivity and thermalconductivityofwhichiscloseto pure copper,butalsohavegoodresistancetoerosionandwearresistance.Itisanewtypeof materialthathasabroadapplicationprospect.Thispaperaimstostudythemethodof selectivenitridingofCu-Sialloy to prepareSi3N4/Cucompositematerial.Atfirst,theCu-Si alloypowderwaspr