Cu_Al_2O_3复合材料的制备工艺_性能和组织研究_谢明
- 格式：pdf
- 大小：2.00 MB
- 文档页数：7
下载文档原格式
合集下载
《2024年Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》范文
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，复合材料因其独特的物理和化学性质，在许多领域中得到了广泛的应用。
其中，Cu-Gd2O3复合材料作为一种具有良好导电性和磁性的复合材料，其制备和性能研究具有重要意义。
本文将详细介绍Cu-Gd2O3复合材料的制备方法、性能及其应用前景。
二、制备方法Cu-Gd2O3复合材料的制备主要采用溶胶-凝胶法。
首先，将适量的铜盐和钆盐溶解在有机溶剂中，形成均匀的溶液。
然后，通过添加适当的催化剂和稳定剂，使溶液发生溶胶-凝胶转变，形成凝胶体。
最后，对凝胶体进行热处理，得到Cu-Gd2O3复合材料。
三、材料性能1. 结构与形貌通过X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）等手段，对Cu-Gd2O3复合材料的结构和形貌进行了分析。
结果表明，该复合材料具有较好的结晶度和均匀的颗粒分布。
2. 导电性能Cu-Gd2O3复合材料具有良好的导电性能。
在一定的温度和频率范围内，其电导率随温度的升高而降低，随频率的增加而略有降低。
这主要归因于Cu的导电性能和Gd2O3的电子传输作用。
3. 磁性能Gd2O3具有较高的磁导率和磁饱和强度，而Cu的加入进一步提高了复合材料的磁性能。
因此，Cu-Gd2O3复合材料具有良好的磁响应性能，可应用于磁性材料领域。
四、应用前景Cu-Gd2O3复合材料在许多领域具有广泛的应用前景。
首先，由于其具有良好的导电性和磁性，可应用于电磁屏蔽材料、导电涂料和磁性器件等领域。
其次，该复合材料还具有较高的热稳定性和化学稳定性，可应用于高温、高湿、腐蚀等恶劣环境中的设备制造。
此外，Cu-Gd2O3复合材料还可应用于生物医学领域，如制备生物传感器、药物载体等。
五、结论本文通过溶胶-凝胶法制备了Cu-Gd2O3复合材料，并对其结构和性能进行了研究。
结果表明，该复合材料具有良好的导电性和磁性，以及较高的热稳定性和化学稳定性。
此外，其在电磁屏蔽材料、导电涂料、磁性器件和生物医学等领域具有广泛的应用前景。
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，复合材料因其独特的物理、化学性能，被广泛应用于航空航天、生物医疗、电子器件等多个领域。
其中，Cu-Gd2O3复合材料以其优良的导电性、磁性能及稳定性受到了广泛的关注。
本文将重点介绍Cu-Gd2O3复合材料的制备方法及其性能研究。
二、制备方法Cu-Gd2O3复合材料的制备主要采用溶胶-凝胶法。
首先，将金属铜盐和氧化钆（Gd2O3）按照一定比例混合，在适当的温度和pH值下进行溶解。
然后，通过溶胶-凝胶过程，使混合溶液中的金属离子与有机物配体形成凝胶状物质。
最后，经过热处理、烧结等工艺，得到Cu-Gd2O3复合材料。
三、性能研究1. 结构分析通过X射线衍射（XRD）技术对Cu-Gd2O3复合材料的结构进行分析，结果表明，复合材料具有较高的结晶度和良好的结构稳定性。
此外，采用扫描电子显微镜（SEM）对材料微观形貌进行观察，发现其表面具有明显的金属颗粒与氧化物相分布的层次结构。
2. 电磁性能研究在电磁性能方面，对Cu-Gd2O3复合材料进行了电导率和磁导率的测试。
结果表明，该复合材料具有良好的导电性和磁性能。
在一定的频率范围内，随着氧化钆含量的增加，材料的磁导率逐渐提高。
这主要归因于Gd2O3的磁性以及其与金属铜之间的相互作用。
3. 耐腐蚀性能研究在耐腐蚀性能方面，通过盐雾试验和浸泡试验对Cu-Gd2O3复合材料进行了测试。
结果表明，该复合材料具有良好的耐腐蚀性能，能够在恶劣的环境中保持稳定的性能。
这主要得益于其紧密的微观结构和较高的化学稳定性。
四、应用前景Cu-Gd2O3复合材料因其优良的导电性、磁性能和耐腐蚀性能，在电子器件、磁性材料、防腐涂料等领域具有广阔的应用前景。
此外，通过调整Cu和Gd2O3的比例和工艺参数，可以进一步优化其性能，拓展其在航空航天、生物医疗等领域的应用。
五、结论本文通过溶胶-凝胶法制备了Cu-Gd2O3复合材料，并对其结构、电磁性能和耐腐蚀性能进行了研究。
《2024年Cu-NbSe2-La2O3复合材料制备及性能研究》范文
《Cu-NbSe2-La2O3复合材料制备及性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，复合材料因其独特的物理和化学性质在众多领域得到了广泛的应用。
本文旨在研究Cu-NbSe2-La2O3复合材料的制备工艺及其性能表现。
该复合材料结合了铜、铌硒化物和氧化镧的优点，具有优异的电学、磁学和机械性能，在电子、磁性材料和能源存储等领域具有巨大的应用潜力。
二、制备方法1. 材料选择本实验选用的主要原料为高纯度的铜粉、铌硒化物（NbSe2）和氧化镧（La2O3）。
所有原料均经过严格的筛选和预处理，以确保其纯度和活性。
2. 制备过程首先，将选定的原料按照一定比例混合，在氩气保护下进行球磨，使各组分充分混合并达到纳米级分散。
然后，将混合物进行热压烧结，以促进原料之间的化学反应和物质传输。
最后，对烧结后的样品进行退火处理，以提高材料的结晶度和性能。
三、性能研究1. 结构表征利用X射线衍射（XRD）技术对制备的Cu-NbSe2-La2O3复合材料进行物相分析，以确定其晶体结构和相组成。
通过扫描电子显微镜（SEM）观察样品的微观形貌，了解材料的组织结构和颗粒分布。
2. 电学性能测试样品的电导率和电阻温度系数，以评估其电学性能。
此外，还通过循环伏安法测量样品的超导性能。
3. 磁学性能利用振动样品磁强计（VSM）测量样品的磁化强度和矫顽力，以评估其磁学性能。
同时，通过磁阻效应测试样品的磁电性能。
4. 机械性能通过硬度测试和拉伸试验评估样品的机械性能。
硬度测试可以反映材料的抗刮擦和抗压能力，而拉伸试验则可以了解材料的延伸率和抗拉强度。
四、结果与讨论1. 结构表征结果XRD和SEM结果表明，制备的Cu-NbSe2-La2O3复合材料具有均匀的微观结构和良好的晶体结构。
各组分在材料中分散均匀，无明显团聚现象。
2. 电学性能分析电导率和电阻温度系数测试结果表明，该复合材料具有良好的电学性能。
在超导性能测试中，样品表现出较低的临界温度和较高的超导转变宽度，具有较好的超导性能。
《Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备及性能研究》范文
《Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备及性能研究》篇一一、引言近年来，随着科技的不断进步，复合材料因其独特的物理和化学性质在众多领域得到了广泛的应用。
其中，Cu基复合材料因其良好的导电性、热稳定性和机械性能，在电子、电气、航空航天等领域具有巨大的应用潜力。
本文旨在研究Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备工艺及其性能表现，以期为相关领域的应用提供理论依据和实践指导。
二、文献综述在过去的几十年里，Cu基复合材料因其优异的性能受到了广泛的关注。
其中，稀土氧化物如Y2O3和Gd2O3因其独特的物理和化学性质，常被用作Cu基复合材料的添加剂。
Y2O3和Gd2O3的加入可以显著提高Cu基复合材料的硬度、耐磨性、热稳定性和电性能。
目前，关于Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的研究已经取得了一定的进展，但其在不同制备工艺下的性能表现仍需进一步探究。
三、实验部分1. 材料与设备实验所需材料包括Cu粉、Y2O3和Gd2O3粉末，以及球磨机、高温炉、X射线衍射仪等设备。
2. 制备方法采用机械合金化法，将Cu粉、Y2O3或Gd2O3粉末按一定比例混合，在球磨机中进行球磨混合，然后进行高温烧结，制备出Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料。
3. 性能测试与表征通过X射线衍射仪对复合材料的物相结构进行分析；采用扫描电子显微镜观察复合材料的微观形貌；通过硬度计、耐磨试验机等设备测试复合材料的硬度、耐磨性等性能指标。
四、结果与讨论1. 物相结构分析X射线衍射结果表明，Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料具有明显的Cu和稀土氧化物的特征峰，表明复合材料中各组分均以晶体形式存在。
随着稀土氧化物含量的增加，特征峰的强度和位置发生变化，表明复合材料的物相结构发生了变化。
2. 微观形貌分析扫描电子显微镜观察结果显示，Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料具有均匀的微观结构，稀土氧化物在Cu基体中分布均匀。
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》范文
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》篇一一、引言近年来，复合材料以其卓越的物理、化学及机械性能成为了众多研究领域关注的焦点。
本文中，我们关注的是Cu-Gd2O3复合材料的制备及其性能研究。
这种复合材料因其独特的结构和性质，在电子、磁性材料、催化剂以及生物医学等领域具有广泛的应用前景。
本文将详细介绍Cu-Gd2O3复合材料的制备方法、过程及其性能表现。
二、制备方法Cu-Gd2O3复合材料的制备主要采用溶胶-凝胶法。
具体步骤如下：1. 将适量的铜盐和钆盐溶解在适量的溶剂中，形成溶液。
2. 向溶液中加入适当的表面活性剂和催化剂，进行搅拌。
3. 在一定的温度和pH值下，通过溶胶-凝胶过程形成凝胶。
4. 对凝胶进行热处理，以去除有机组分并得到复合材料。
三、性能研究1. 结构表征我们利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）以及透射电子显微镜（TEM）等手段对Cu-Gd2O3复合材料的结构进行了表征。
XRD结果表明，复合材料具有明显的晶态结构，而SEM和TEM图像则显示了复合材料具有均匀的粒径分布和良好的分散性。
2. 磁性能研究我们对Cu-Gd2O3复合材料的磁性能进行了研究。
通过振动样品磁强计（VSM）测试，我们发现该复合材料具有较高的饱和磁化强度和较低的矫顽力，显示出良好的软磁性能。
此外，我们还研究了温度和频率对磁性能的影响，发现在一定范围内，该复合材料的磁性能表现稳定。
3. 催化性能研究Cu-Gd2O3复合材料在催化领域也具有潜在的应用价值。
我们以某类有机反应为模型，研究了该复合材料的催化性能。
实验结果表明，该复合材料具有良好的催化活性，能够有效地促进有机反应的进行。
此外，我们还研究了该复合材料的重复使用性能和稳定性，发现其具有良好的可重复使用性和稳定性。
四、结论本文采用溶胶-凝胶法成功制备了Cu-Gd2O3复合材料，并对其结构和性能进行了深入研究。
实验结果表明，该复合材料具有优良的磁性能和催化性能，显示出广泛的应用前景。
《Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备及性能研究》
《Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备及性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，复合材料因其独特的物理和化学性质在众多领域得到了广泛的应用。
其中，Cu基复合材料因其良好的导电性、高硬度及优异的机械性能等特性，在电子、电气、航空航天等领域有着重要的应用。
本文以Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料为研究对象，探讨其制备方法及性能，为相关领域的研究和应用提供理论依据。
二、材料制备（一）Cu-Y2O3复合材料的制备1. 材料选择：选用高纯度的Cu粉、Y2O3粉末作为原料。
2. 制备方法：采用机械合金化法，将Cu粉与Y2O3粉末混合，在球磨机中球磨一定时间，使两者充分混合并形成复合材料。
（二）Cu-Gd2O3复合材料的制备制备过程与Cu-Y2O3类似，将Cu粉与Gd2O3粉末混合，通过机械合金化法得到复合材料。
三、性能研究（一）微观结构分析通过X射线衍射（XRD）对制备的Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料进行物相分析，观察其晶体结构。
同时，利用扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料的微观形貌，了解其结构特征。
（二）力学性能测试对Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料进行硬度、抗拉强度等力学性能测试，评估其力学性能。
（三）电学性能测试通过电导率、电阻率等电学性能测试，了解复合材料的导电性能。
（四）磁学性能测试对Gd2O3掺杂的复合材料进行磁学性能测试，分析其磁化强度、矫顽力等参数。
四、结果与讨论（一）微观结构分析结果XRD和SEM结果表明，Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料具有良好的结晶度和均匀的微观结构。
Y2O3和Gd2O3成功掺入Cu 基体中，形成了稳定的复合材料。
（二）力学性能分析硬度、抗拉强度等力学性能测试结果表明，Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料具有优异的力学性能，掺杂氧化物的加入提高了基体的硬度及抗拉强度。
（三）电学性能分析电导率、电阻率等电学性能测试显示，Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料具有较好的导电性能。
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》范文
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，复合材料因其独特的物理和化学性质在众多领域中得到了广泛的应用。
Cu-Gd2O3复合材料作为一种新型的功能性复合材料，结合了金属铜与氧化钆（Gd2O3）的特性，其独特的结构和优异的性能在催化、磁性材料以及光电转换等方面显示出潜在的应用前景。
本文将重点介绍Cu-Gd2O3复合材料的制备方法，以及对其性能进行详细的研究和分析。
二、制备方法Cu-Gd2O3复合材料的制备主要采用溶胶-凝胶法。
首先，将适量的铜盐和钆盐溶解在适当的溶剂中，然后加入适量的表面活性剂和催化剂，通过控制反应条件，使金属离子与有机配体发生络合反应，形成稳定的溶胶。
接着通过热处理过程使溶胶转化为凝胶，再经过干燥、烧结等工艺，最终得到Cu-Gd2O3复合材料。
三、性能研究1. 结构分析利用X射线衍射（XRD）技术对Cu-Gd2O3复合材料的结构进行分析。
通过分析XRD图谱，可以确定复合材料的晶体结构、晶格常数等信息。
同时，通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察复合材料的形貌和微观结构，了解其组成和分布情况。
2. 磁性能研究Gd2O3具有良好的磁性能，而铜的加入可能会对其产生影响。
通过振动样品磁强计（VSM）测试复合材料的磁性能，分析铜的添加对Gd2O3磁性能的影响。
结果表明，适量的铜添加可以改善Gd2O3的磁性能，提高其饱和磁化强度和矫顽力。
3. 光学性能研究利用紫外-可见光谱和荧光光谱技术对Cu-Gd2O3复合材料的光学性能进行研究。
结果表明，该复合材料具有良好的光吸收性能和荧光性能，有望在光电转换、光催化等领域得到应用。
4. 催化性能研究以某类有机反应为模型反应，考察Cu-Gd2O3复合材料的催化性能。
实验结果表明，该复合材料具有良好的催化活性，能够有效促进模型反应的进行。
此外，通过对反应机理的研究，发现该复合材料具有较高的催化稳定性和可重复使用性。
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》篇一一、引言随着现代科技的发展，复合材料因其独特的物理和化学性质在众多领域中得到了广泛的应用。
Cu-Gd2O3复合材料作为一种新型的复合材料，具有优异的电性能、磁性能和热稳定性，因此在电子、磁性材料、催化剂和高温超导等领域具有巨大的应用潜力。
本文旨在研究Cu-Gd2O3复合材料的制备工艺及其性能，为该类材料的实际应用提供理论依据。
二、材料制备（一）实验材料本实验所使用的材料主要包括铜粉、氧化钆（Gd2O3）以及必要的溶剂和添加剂。
所有材料均需经过严格的筛选和预处理，以确保实验结果的准确性。
（二）制备方法采用溶胶凝胶法结合热处理工艺制备Cu-Gd2O3复合材料。
具体步骤如下：1. 将铜粉和氧化钆按照一定比例混合，加入适量的溶剂中；2. 通过溶胶凝胶过程形成凝胶体；3. 对凝胶体进行热处理，得到Cu-Gd2O3复合材料。
三、性能研究（一）结构表征利用X射线衍射（XRD）技术对制备的Cu-Gd2O3复合材料进行物相分析，确定其晶体结构。
同时，通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察其微观形貌，分析材料的颗粒大小和分布情况。
（二）电性能测试通过测量复合材料的电阻率、电导率等参数，评估其电性能。
采用四探针法测量薄膜样品的电性能，以获得更准确的结果。
（三）磁性能测试利用振动样品磁强计（VSM）测量Cu-Gd2O3复合材料的磁性能，包括磁化强度、矫顽力等参数。
通过改变材料的成分比例，研究不同成分对磁性能的影响。
（四）热稳定性测试对Cu-Gd2O3复合材料进行热稳定性测试，观察其在不同温度下的性能变化。
采用高温炉对样品进行加热，记录不同温度下的电阻率、电导率等参数的变化情况。
四、结果与讨论（一）结构表征结果XRD分析结果表明，制备的Cu-Gd2O3复合材料具有明显的晶体结构特征。
SEM和TEM观察显示，材料颗粒分布均匀，形貌规整。
（二）电性能测试结果电性能测试结果表明，Cu-Gd2O3复合材料具有良好的导电性能。
《Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备及性能研究》范文
《Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备及性能研究》篇一摘要：本文重点研究了Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备工艺及其性能。
通过不同的制备方法，我们成功合成了这两种复合材料，并对其结构、形貌以及物理化学性能进行了详细分析。
结果表明，制备的复合材料具有优异的电学性能和热稳定性，在诸多领域具有潜在的应用价值。
一、引言随着材料科学的发展，复合材料因其优异的性能在众多领域得到了广泛应用。
Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料作为新型的功能性材料，在电子、磁性材料、催化剂以及高温超导等领域具有广阔的应用前景。
因此，研究这两种复合材料的制备工艺及其性能具有重要的科学意义和应用价值。
二、制备方法1. 材料选择与准备选择高纯度的Cu粉、Y2O3和Gd2O3作为原料。
将原料进行预处理，包括干燥、研磨和过筛，以获得粒度均匀的粉末。
2. 制备过程采用高温固相反应法，在特定的温度和气氛下，将Cu粉与Y2O3或Gd2O3进行混合并烧结，制备出Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料。
三、性能研究1. 结构分析利用X射线衍射（XRD）技术对制备的复合材料进行物相分析，确定其晶体结构和相组成。
通过扫描电子显微镜（SEM）观察复合材料的形貌和微观结构。
2. 电学性能测试对复合材料进行电导率、电阻率等电学性能测试，分析其电学性能的变化规律。
3. 热稳定性测试通过高温烧结实验，观察复合材料在高温下的热稳定性，分析其抗热老化性能。
四、结果与讨论1. 结构分析结果XRD分析结果表明，制备的Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料具有明确的晶体结构和相组成。
SEM观察显示，复合材料具有均匀的形貌和微观结构。
2. 电学性能分析电学性能测试结果表明，复合材料具有较高的电导率和较低的电阻率，表现出良好的电学性能。
此外，我们还发现复合材料的电学性能随Y2O3或Gd2O3含量的变化而变化，表明复合材料的电学性能可通过调整组分比例进行调控。
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》范文
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，复合材料因其独特的物理和化学性质在众多领域得到了广泛的应用。
Cu-Gd2O3复合材料作为一种新型的复合材料，具有优异的电性能、磁性能和化学稳定性，因此备受关注。
本文旨在研究Cu-Gd2O3复合材料的制备工艺及其性能，为该材料的实际应用提供理论依据。
二、制备方法Cu-Gd2O3复合材料的制备主要采用溶胶-凝胶法。
具体步骤如下：1. 将适量的铜盐和钆盐溶解在适当的溶剂中，形成混合溶液。
2. 加入适量的表面活性剂，以控制颗粒的形态和大小。
3. 在一定的温度下进行水解反应，形成凝胶状的前驱体。
4. 通过干燥、热处理等工艺，得到Cu-Gd2O3复合材料。
三、性能研究1. 结构分析利用X射线衍射（XRD）技术对Cu-Gd2O3复合材料的晶体结构进行分析。
通过对比标准谱图，可以确定复合材料中各组分的晶体结构和相组成。
同时，利用扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察复合材料的微观形貌，分析其颗粒大小和分布情况。
2. 电磁性能研究通过测量复合材料的电导率和磁导率，研究其电磁性能。
采用矢量网络分析仪测量样品的复介电常数和复磁导率，分析其频率依赖性和温度依赖性。
同时，通过磁滞回线等测试手段，研究复合材料的磁性能。
3. 化学稳定性研究通过浸泡实验和电化学测试等方法，研究Cu-Gd2O3复合材料在不同环境中的化学稳定性。
将样品浸泡在不同介质中，观察其表面形貌和化学成分的变化，以及电化学性能的改变。
四、结果与讨论1. 制备结果通过溶胶-凝胶法制备的Cu-Gd2O3复合材料具有均匀的颗粒分布和良好的结晶性。
通过调整制备工艺参数，可以控制颗粒的大小和形态。
2. 性能分析（1）结构分析：XRD、SEM和TEM结果表明，Cu-Gd2O3复合材料具有特定的晶体结构和微观形貌，各组分分布均匀。
（2）电磁性能：复介电常数和复磁导率测试结果表明，Cu-Gd2O3复合材料具有优异的电磁性能，且频率和温度依赖性较小。
《2024年Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备及性能研究》范文
《Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备及性能研究》篇一摘要：本文旨在研究Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备工艺及其性能特点。
通过不同的制备方法，成功制备了两种复合材料，并对其结构、形貌、磁性能及电导率进行了系统分析。
实验结果表明，所制备的复合材料具有良好的综合性能，为相关领域的应用提供了理论依据。
一、引言随着科技的发展，复合材料因其优异的性能在众多领域得到了广泛应用。
Cu基复合材料因其良好的导电性和磁性能备受关注。
Y2O3和Gd2O3作为稀土氧化物，具有独特的物理化学性质，将其与Cu结合制备成复合材料，有望获得优良的电性能和磁性能。
因此，研究Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备及性能具有重要意义。
二、制备方法1. 材料准备选择高纯度的Cu粉、Y2O3和Gd2O3粉末作为原料。
2. 制备过程（1）Cu-Y2O3复合材料：采用机械合金化法，将Cu粉与Y2O3粉末按一定比例混合，球磨一定时间后，进行热压烧结，得到Cu-Y2O3复合材料。
（2）Cu-Gd2O3复合材料：同样采用机械合金化法，将Cu 粉与Gd2O3粉末混合，经过相同的球磨和热压烧结过程，得到Cu-Gd2O3复合材料。
三、性能研究1. 结构与形貌分析利用X射线衍射（XRD）和扫描电子显微镜（SEM）对两种复合材料的结构与形貌进行分析。
结果表明，两种复合材料均形成了均匀的固溶体结构，且颗粒分布均匀，无明显团聚现象。
2. 磁性能分析通过振动样品磁强计（VSM）对两种复合材料的磁性能进行测试。
结果表明，Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料均具有较好的磁性能，其中Cu-Gd2O3的饱和磁化强度较高。
3. 电导率分析采用四探针法测量两种复合材料的电导率。
结果表明，两种复合材料均具有良好的电导率，且随着Y2O3或Gd2O3含量的增加，电导率呈现先增加后降低的趋势。
四、结果与讨论1. 制备工艺对性能的影响不同的制备工艺参数对复合材料的性能具有显著影响。
Cu-Al2O3弥散强化铜化铜合金的组织和高温力学性能研究的开题报告
Cu-Al2O3弥散强化铜化铜合金的组织和高温力学性能研究的开题报告一、研究背景随着工业技术的不断发展，高温合金的需求越来越大。
而在高温合金中，铜合金也占据一定的市场份额。
但是铜合金在高温下易发生蠕变变形、氧化等问题，降低了其高温力学性能。
为此，弥散强化技术被引入其中，通过在铜合金中加入Al2O3等强化相，能够有效提高其高温强度和稳定性。
二、研究目的本研究旨在通过在铜合金中弥散Al2O3，探究其对铜化铜合金组织和高温力学性能的影响。
具体目的包括：(1) 制备出Cu-Al2O3弥散强化铜化铜合金；(2) 对其组织结构进行分析；(3) 测试其高温力学性能；(4) 对比其与未强化的铜合金的高温性能差异。
三、研究方法本研究的实验流程包括：(1) 制备Cu-Al2O3弥散强化铜化铜合金：采用粉末冶金方法，通过控制混合比例、烧结工艺等参数，制备Cu-Al2O3复合材料。
(2) 分析组织结构：利用光学显微镜、扫描电子显微镜等手段对合金的显微组织结构进行分析。
(3) 测试高温力学性能：采用拉伸试验、压缩试验等方法，测试材料在高温下的力学性能，如强度、延展性等。
(4) 对比实验：将制备的Cu-Al2O3合金与未强化的铜合金进行对比实验，分析其高温性能差异。
四、预期成果(1) 成功制备出Cu-Al2O3弥散强化铜化铜合金；(2) 对合金的显微组织结构进行了分析，了解了强化相对组织的影响；(3) 测试了Cu-Al2O3合金的高温力学性能，得出其高温性能数据；(4) 对比了Cu-Al2O3合金与未强化的铜合金的高温性能，明确了弥散强化技术对铜合金的改善效果。
五、研究意义本研究对提高铜合金的高温性能有一定的指导意义，可以为铜合金材料的应用提供技术支持。
同时，研究中使用的粉末冶金方法也可以为其他合金材料的制备提供参考。
《2024年Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》范文
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》篇一一、引言随着科学技术的飞速发展，新型复合材料的研究与开发成为当前材料科学领域的热点之一。
Cu-Gd2O3复合材料因其独特的物理和化学性质，在磁性材料、催化剂、生物医学等领域具有广泛的应用前景。
本文旨在研究Cu-Gd2O3复合材料的制备工艺及其性能，为该类材料的实际应用提供理论依据。
二、文献综述近年来，Cu-Gd2O3复合材料因其优异的性能引起了研究者的广泛关注。
在制备方法上，研究者们尝试了溶胶-凝胶法、共沉淀法、化学气相沉积法等多种方法。
在性能方面，该类材料表现出良好的磁性、催化活性和生物相容性。
然而，关于其制备工艺及性能的深入研究仍在进行中，特别是在复合材料的微观结构与性能关系方面仍有待进一步探索。
三、实验部分（一）实验材料与设备本实验所需材料包括铜盐、Gd2O3粉末、溶剂等。
实验设备包括磁力搅拌器、烘箱、高温炉、X射线衍射仪、扫描电子显微镜等。
（二）制备方法本实验采用化学共沉淀法制备Cu-Gd2O3复合材料。
具体步骤如下：1. 按照一定比例将铜盐和Gd2O3粉末溶于溶剂中，形成混合溶液。
2. 在磁力搅拌下，向混合溶液中加入沉淀剂，使铜离子与Gd2O3发生共沉淀反应。
3. 将沉淀物进行洗涤、干燥，并在高温炉中进行热处理，得到Cu-Gd2O3复合材料。
（三）性能测试与表征对制备得到的Cu-Gd2O3复合材料进行X射线衍射分析、扫描电子显微镜观察、磁性测试等，以评估其结构和性能。
四、结果与讨论（一）X射线衍射分析通过X射线衍射分析，我们可以得到Cu-Gd2O3复合材料的晶体结构信息。
结果表明，复合材料具有较高的结晶度，且铜元素与Gd2O3之间形成了稳定的化合物。
（二）扫描电子显微镜观察扫描电子显微镜观察结果显示，Cu-Gd2O3复合材料具有较好的形貌，颗粒分布均匀，无明显团聚现象。
（三）磁性测试磁性测试结果表明，Cu-Gd2O3复合材料具有较好的磁性能，其饱和磁化强度和矫顽力等参数均符合预期。
Cu-Al2O3复合材料的制备技术及研究现状
O3、 ZrO2、 SiO2、 Y2O3、 ThO2)， 也可以是氮化物 (AlN)、 碳化物 (SiC) 及 其他硬质相粒子。综合比较各种增强相粒子的密 度、 热膨胀系数、 抗拉强度、 弹性模量等性能指标 [3] （见表 1） 及成本， Al2O3 具有优势， 被广泛用作第二相 粒子。 2 制备方法 Cu-Al2O3 复合材料将 Cu 的良好导电导热性与 Al2O3 的优良强度及较高的化学稳定性巧妙地结合 起来， 在保证材料具有较高强度及硬度的同时， 又 具有良好的导电导热性能。目前制备 Cu-Al2O3 复合 材料的方法主要有两种类： 一是原位反应生成增强
28
王学亮等：Cu-Al2O3 复合材料的制备技术及研究现状
电工材料 2014 No.1
颗粒制备法， 二是外加增强相颗粒制备法。前者包 括热还原生成法、 内氧化法、 共沉淀法、 溶胶 - 凝胶 法等； 后者包括粉末冶金法、 机械合金化法、 搅拌铸 造法等。
表 1 部分增强相的性能指标
增强相 Al2O3 SiO2 ZrO2 SiC AlN 密度 kg · m-3 3.98×10 2.66×10
关系， 合金元素或者增强相粒子的加入将引起铜基 体的晶格畸变， 产生对自由电子的散射作用， 从而 使铜合金的导电性能降低。目前国内外对铜的强 化方式主要有两种思路， 一是引入合金元素强化铜 基体而形成合金； 二是引入第二相增强颗粒形成复 合材料[1,2]。其中， 后者能够更大程度地提高铜合金 的高温强度。
综
述
Cu-Al2O3 复合材料的制备技术及研究现状
王学亮，王亚平
（西安交通大学 理学院 教育部物质平衡合成与调控重点实验室，西安 710049）
摘要： 综述了当前 Cu-Al2O3 复合材料的主要制备方法和制备技术中存在的问题， 讨论了已报道的不同 Al2O3 含量对铜基复合材料性能的影响， 评价了 Al2O3 第二相尺寸以及第二相与合金元素联合作用的机 理研究， 展望了 Cu-Al2O3 复合材料在第二相浓度、 尺寸、 与合金元素联合作用及制备技术等方面的发展 趋势。 关键词： Cu-Al2O3 复合材料； 制备技术； 理论机制 中图分类号： TM205+.1； TG164.1+1 文献标志码： A 文章编号： 1671-8887 （2014） 01-0027-06
28
王学亮等：Cu-Al2O3 复合材料的制备技术及研究现状
电工材料 2014 No.1
颗粒制备法， 二是外加增强相颗粒制备法。前者包 括热还原生成法、 内氧化法、 共沉淀法、 溶胶 - 凝胶 法等； 后者包括粉末冶金法、 机械合金化法、 搅拌铸 造法等。
表 1 部分增强相的性能指标
增强相 Al2O3 SiO2 ZrO2 SiC AlN 密度 kg · m-3 3.98×10 2.66×10
关系， 合金元素或者增强相粒子的加入将引起铜基 体的晶格畸变， 产生对自由电子的散射作用， 从而 使铜合金的导电性能降低。目前国内外对铜的强 化方式主要有两种思路， 一是引入合金元素强化铜 基体而形成合金； 二是引入第二相增强颗粒形成复 合材料[1,2]。其中， 后者能够更大程度地提高铜合金 的高温强度。
综
述
Cu-Al2O3 复合材料的制备技术及研究现状
王学亮，王亚平
（西安交通大学 理学院 教育部物质平衡合成与调控重点实验室，西安 710049）
摘要： 综述了当前 Cu-Al2O3 复合材料的主要制备方法和制备技术中存在的问题， 讨论了已报道的不同 Al2O3 含量对铜基复合材料性能的影响， 评价了 Al2O3 第二相尺寸以及第二相与合金元素联合作用的机 理研究， 展望了 Cu-Al2O3 复合材料在第二相浓度、 尺寸、 与合金元素联合作用及制备技术等方面的发展 趋势。 关键词： Cu-Al2O3 复合材料； 制备技术； 理论机制 中图分类号： TM205+.1； TG164.1+1 文献标志码： A 文章编号： 1671-8887 （2014） 01-0027-06
《2024年Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备及性能研究》范文
《Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备及性能研究》篇一一、引言随着现代科技的发展，复合材料因其独特的物理和化学性质在许多领域得到了广泛的应用。
Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料作为一种新型的功能性材料，在磁性、电导性、光学和催化等领域表现出良好的应用前景。
本文旨在探讨Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备方法及其性能研究，为相关领域的研究和应用提供理论依据。
二、文献综述近年来，Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料因其优异的性能受到了广泛关注。
Y2O3和Gd2O3作为稀土氧化物，具有独特的电子结构和物理化学性质，与Cu基体复合后，可以显著提高材料的综合性能。
目前，关于Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备方法、性能及其应用已有很多研究，但仍存在诸多有待深入研究的问题。
三、制备方法1. 材料选择与预处理选择高纯度的Cu粉、Y2O3粉和Gd2O3粉作为原料。
在进行制备前，对原料进行预处理，如烘干、过筛等，以保证原料的纯净度和颗粒分布的均匀性。
2. 制备过程采用高温固相法制备Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料。
将Cu粉、Y2O3粉（或Gd2O3粉）按照一定比例混合，加入适量的助剂，充分研磨后置于高温炉中烧结。
烧结过程中需控制温度、时间和气氛等参数，以保证复合材料的性能。
四、性能研究1. 结构分析利用X射线衍射（XRD）对Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的晶体结构进行分析，了解其物相组成和晶体结构。
通过扫描电子显微镜（SEM）和透射电子显微镜（TEM）观察复合材料的微观形貌，分析其颗粒大小、分布及界面结构。
2. 磁性研究对Cu-Gd2O3复合材料进行磁性测试，了解其磁化强度、矫顽力等磁学性能。
通过改变Y2O3或Gd2O3的含量，研究其对复合材料磁性能的影响。
3. 电学性能研究测试Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的电导率、电阻率等电学性能，分析其导电机制。
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》范文
《Cu-Gd2O3复合材料制备及性能研究》篇一一、引言随着科技的不断进步，复合材料因其独特的物理和化学性质在众多领域中得到了广泛的应用。
其中，Cu-Gd2O3复合材料作为一种新型的功能性材料，在电磁波屏蔽、催化以及生物医疗等领域具有巨大的应用潜力。
本文旨在研究Cu-Gd2O3复合材料的制备工艺及其性能表现，以期为相关领域的进一步应用提供理论支持。
二、文献综述近年来，关于Cu-Gd2O3复合材料的研究逐渐增多，但其制备方法及性能研究仍存在诸多争议和不足。
根据前人研究，Cu-Gd2O3复合材料具有优异的电磁性能和良好的化学稳定性，因此其制备工艺和性能研究具有重要的学术价值和实际应用价值。
三、材料制备（一）实验材料与设备本实验所需材料包括铜粉、Gd2O3粉末、聚合物等；实验设备包括行星式球磨机、真空烧结炉等。
（二）制备方法本实验采用高能球磨法与真空烧结法相结合的方式制备Cu-Gd2O3复合材料。
首先将铜粉与Gd2O3粉末按照一定比例混合，加入适量的聚合物作为粘结剂，在高能球磨机中进行球磨混合；然后通过真空烧结法将混合物烧结成复合材料。
四、性能研究（一）电磁性能分析通过测量复合材料的电导率、磁导率等参数，分析其电磁性能。
实验结果表明，Cu-Gd2O3复合材料具有良好的电磁性能，适用于电磁波屏蔽等领域。
（二）化学稳定性分析通过酸碱稳定性实验，测试Cu-Gd2O3复合材料的化学稳定性。
实验结果显示，该复合材料在酸碱环境中表现出良好的稳定性，具有较高的耐腐蚀性。
（三）微观结构分析利用扫描电子显微镜（SEM）和X射线衍射（XRD）等技术对Cu-Gd2O3复合材料的微观结构进行分析。
结果表明，该复合材料具有均匀的微观结构，各组分之间结合紧密。
五、结论本文研究了Cu-Gd2O3复合材料的制备工艺及其性能表现。
通过高能球磨法与真空烧结法相结合的方式成功制备了该复合材料，并对其电磁性能、化学稳定性和微观结构进行了详细分析。
《2024年Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备及性能研究》范文
《Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备及性能研究》篇一摘要：本文详细研究了Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料的制备工艺及其性能。
通过不同的制备方法，我们成功合成了这两种复合材料，并对其结构、形貌、磁性能及电导率进行了系统分析。
实验结果表明，制备的复合材料具有优良的物理和化学性能，在相关领域具有潜在的应用价值。
一、引言近年来，Cu基复合材料因其在导电、导热以及磁性方面的优异性能，被广泛应用于能源、电子、航空航天等领域。
而稀土氧化物，如Y2O3和Gd2O3，因其独特的物理化学性质，也被广泛用于制备高性能的复合材料。
本研究的目的是通过引入稀土氧化物，提高Cu基复合材料的综合性能。
二、材料制备1. 材料选择与准备选择高纯度的Cu粉、Y2O3和Gd2O3作为原料。
所有原料均经过严格筛选和预处理，以确保其纯度和活性。
2. 制备方法采用高温固相法合成Cu-Y2O3和Cu-Gd2O3复合材料。
具体步骤包括：混合原料、预烧结、研磨、再次烧结等过程。
三、结构与形貌分析1. X射线衍射（XRD）分析通过XRD分析，我们确定了复合材料的晶体结构和相组成。
结果表明，复合材料中的Cu与稀土氧化物形成了稳定的固溶体。
2. 扫描电子显微镜（SEM）分析SEM观察显示，复合材料具有均匀的颗粒分布和致密的微观结构。
稀土氧化物的加入改善了Cu基体的形貌，使其更加均匀且致密。
四、性能研究1. 磁性能分析对Cu-Gd2O3复合材料进行磁性能测试，结果表明其具有较高的饱和磁化强度和较低的矫顽力，显示出良好的软磁性能。
2. 电导率测试通过四探针法测量了复合材料的电导率。
实验结果显示，稀土氧化物的加入对Cu基体的电导率影响较小，保持了较高的电导率。
五、结果与讨论1. 制备工艺对性能的影响不同制备工艺对复合材料的性能具有显著影响。
优化后的制备工艺可以获得具有更好性能的复合材料。
2. 稀土氧化物对性能的影响稀土氧化物的加入可以显著提高Cu基复合材料的磁性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
Cu Al2O3复合材料的制备工艺、性能和组织研究谢 明1,2,杨有才1,张健康1,黎玉盛1,符世继1,史庆南2(1.昆明贵金属研究所,云南昆明650221; 2.昆明理工大学材料与冶金工程学院,云南昆明650093)摘要:采用快速凝固离心雾化,原位反应和热挤压成形等工艺技术,制备了Cu Al2O3复合材料,进行了Cu-Al系列合金粉末原位反应的热力学条件分析,确定了反应温度,研究了粉末成型压力与压坯密度,压坯烧结密度与电导率、硬度的关系,电导率、硬度随烧结时间的变化规律,以及材料显微组织随烧结时间的变化等,并与国内外有关行业制备的同类材料进行了综合性能比较。
研究结果表明:Cu Al2O3复合材料具有良好的物理、力学性能和较高的软化温度,为其生产应用提供了新途径。
关键词:复合材料;原位反应;工艺;性能;显微组织中图分类号:TG146 2 文献标识码:A 文章编号:0258-7076(2007)-0059-07Cu Al2O3材料是铜基体中分布着细小弥散Al2O3颗粒的一种颗粒增强金属基复合材料,增强相具有熔点高(>2050 )、热稳定性好、热膨胀系数低、硬度高、与基体材料的相容性好、成本低等特点,具有阻碍位错、晶界及亚晶界运动,抑制再结晶过程的作用,从而大幅度提高了材料的硬度、强度等力学性能以及软化温度等,而不会过多地影响其导电和导热性能[1],由于还具有良好的抗腐蚀、抗磨损性能,因而被广泛应用于电子、电工、电力、机电、汽车等行业,在触头、引线、微波管及整流转子等新材料领域也具有广泛的应用前景[2]。
目前,制备C u Al2O3复合材料的方法主要有机械混粉法、溶胶-凝胶法、粉末内氧化法、原位反应合成法等几种,其中由于原位反应合成法是通过元素之间或元素与化合物之间的化学反应,在金属基体内原位生成一种或几种高硬度、高弹性模量的陶瓷增强相,并且与基体材料之间的界面结合性好,从而达到强化金属基体的目的[3];此外,原位反应复合材料的制备工艺技术相对简单,生产成本低,材料性能优异,正日益受到人们的重视,有着广泛的应用研究前景和发展潜力。
1 实验材料与方法1.1 材料制备采用电解铜(纯度>99.95%)和电解铝(纯度>99.9%)在昆明贵金属研究所RQ- 型快速凝固离心雾化制粉设备上获得不同成分的Cu-Al系列合金粉末[4],合金理论成分如表1所示,选择粒度为-100目的合金粉末进行研究。
作为氧化剂的C u2O 粉末粒度为-300目,根据合金成分的设计要求,配制Cu-Al合金粉末和Cu2O粉末的含量,将配制好的粉末进行混粉、成型压坯、原位反应等处理,制备成 80 200~300mm的合金锭坯,在800t 挤压机上热加工成 16~ 20mm的棒材,再经过锻造、轧制、冷拉拔加工等,制备成性能测试分析所需要的规格尺寸。
1.2 实验方法实验样品为 1m m~ 3 150m m的丝材和 1.0~2.0mm 12mm 150mm的片材。
采用排水法测量密度,用FQR-7501型涡流导电仪测量电表1 Cu-A l系列合金成分(%,质量分数)Table1 Composition of Cu-Al alloysSample No1#2#3#4#5#6#Al0.120.20.260.440.530Cu99.8899.899.7499.5699.47100第31卷 增 刊Vol.31 Suppl.稀 有 金 属CHINESE JOURNAL OF RARE ME TALS2007年12月Dec.2007收稿日期:2007-08-07;修订日期:2007-10-09基金项目:云南省院所专项资金资助(2005KFZX-08)作者简介:谢 明(1965-),男,云南人,博士研究生,研究员;研究方向:粉末冶金材料*通讯联系人(E-mail:po wder@.c n)导率,用HBRV-187.5型布洛维硬度计测量合金硬度,用4XC型金相显微镜图像形貌分析仪进行合金的显微组织分析,采用XL30ESE M-TMP型扫描电镜对合金的显微组织形貌及合金元素进行能谱分析,用AG-3型拉力实验机测量合金的力学性能等。
2 原位反应的热力学条件分析由热力学反应条件可知,温度与氧分压P O2是控制氧化物分解与形成的关键因素,氧化时相关的氧化反应条件如下:4Al+3O2=2Al2O3 G0=-1120500+214.2T(1) 4Cu+O2=2Cu2O G0=-334700+144.3T(2)2Cu+O2=2CuO G0=-311700+180.3T(3)在进行化学反应时体系的自由能变化:G= G0+RT ln(1 P O2)当化学平衡时, G=0,即有: G0=-R T ln(1 P O2),代入相关的热力学数据,生成Al2O3, Cu2O,CuO的临界氧分压(Pa)与温度T(k)的函数关系:ln P O2=-134772.67 T+37.29(4)ln P O2=-40257.40 T+28.89(5)ln P O2=-37491 T+33.22(6)由(4)~(6)式可以绘制出各生成物处于平衡状态时氧分压与温度之间的关系曲线,如图1所示。
根据热力学原理,在某一温度下若介质氧分压等于该温度下理论分解压,体系处于平衡状态。
当介质的氧分压高于理论分解压,则发生氧化反应,反之则发生还原反应。
由图1可知,Al2O3的分解压比Cu2O,CuO的分解压低得多,在一般情况下,Al的氧化是一个自发过程,相比更容易进行。
在常温常压或高温常压下,Cu和Al都可能发生氧化,因此,要使Cu2O分解出氧,同时使Al发生氧化,必须控制氧分压P O2使其满足:-134772.67 T+37.29<ln P O2<-40257.4 T+28.89(7)因此,本实验根据此关系式确定化学原位反应温度为:900~950 ,氧化环境氧分压为:1 10-3~3 10-3Pa。
3 实验结果与分析3.1 粉末成形压力与密度的关系图2是本实验Cu-Al合金粉末双向压制成形的方式,图3是实验得到的压制压力与Cu-Al合金粉末压坯密度的关系。
金属粉末的压制成形是一个复杂的变化过程,粉末在压模内所受压力的分布是不均匀的,由于粉末颗粒之间彼此摩擦,相互楔住,使得压力沿模径向传递比垂直方向要困难得多;并且粉末与模壁在压制过程中也产生摩擦力,此力随着压制压力的增大而增加。
因此,压坯在高度方向会形成很显著的压力降,离上、下压头越远粉末所受的压力图1 Cu-Al氧化还原的热力学平衡图Fig.1 Equili bri um diagram of thermodynamic reaction Cu-Al alloy图2 Cu-Al合金粉末双向压制图Fig.2 Chart of two-direction compacting of Cu-Al powder60稀 有 金 属 31卷越小;与此同时,中心部分与边缘部分也存在压力差,结果导致了压坯各部分致密化的程度不同。
本实验采用双向成形压制方式,如图2所示,在很大程度上改善了压坯中密度分布的不均匀性,同时采用模壁光洁度很高的压模,并在模壁上涂抹润滑剂,能够减少外摩擦系数,进一步改善压坯密度分布的不均匀性。
由图3可以看出,压坯的密度随着压力的增大而增加,这是由于粉末体受压时不断发生位移和变形,使粉末中的空隙不断得到填充,同时,粉末也发生塑性变形。
在成形的初期,压力对密度的影响较大,原因在于此阶段粉末以填充空隙为主;而后随着压力的增大,压坯密度变化缓慢,在这一阶段粉末主要以塑性变形为主,并产生较大的压缩阻力。
3.2 压坯烧结密度对电导率和硬度的影响孔隙度对粉末压坯的密度有着直接影响,而提高材料密度又有利于提高其热导率、电导率、硬度和强度等性能,因此本实验通过复压复烧工艺来实现材料的致密化。
图4为不同Al 含量的Cu Al 2O 3复合材料压坯密度与电导率的关系曲线,图5为系列Cu Al 2O 3复合材料压坯密度与硬度的关系曲线。
根据非孤立夹杂物呈混乱分布的多相系统有公式[6]: ii -i +2i =0(8)图3 Cu -Al 合金粉末压坯密度与压力的关系Fig.3 Relationship between the pressure and the density of Cu -Alpowders图4 Cu Al 2O 3压坯密度与电导率的关系Fig.4 Relationship between density and conductivity of Cu Al 2O 3compact图5 Cu Al 2O 3压坯密度与硬度的关系Fig.5 Relationship between density and hardness of Cu Al 2O 3compacti 为i 相的传导性; i 为i 相的体积百分数。
在Cu Al 2O 3材料中,设 1, 2和 3分别为铜,Al 2O 3和孔隙的电导率; 2, 3分别为Al 2O 3和孔隙的体积百分数代入(7)式有:1-1+2(1- 2- 3)+ 2- 2+2 2+ 3- 3+2 3=0(9)由于第三项孔隙为非孤立夹杂物, 3=0;同时,第二相Al 2O 3为绝缘体, 2=0。
故有: = 1[1-1.5( 2+ 3)](10)由(10)式可知,在Al 2O 3含量不变的情况下减少孔隙的体积百分数,也就是增大密度,材料的电导率会提高,而增加Al 2O 3的含量会降低电导率。
由图4可知,同一材料密度越小,即孔隙度越大,电导率就越低;不同材料中Al 2O 3的含量越多电导率也就越低,61增刊 谢 明等 Cu Al 2O 3复合材料的制备工艺、性能和组织研究这种规律与公式(10)的变化趋势一致。
同时材料的密度对硬度也有一定影响,图5是Cu Al 2O 3材料密度与硬度的关系曲线。
由图可知,同一种材料致密度越高,其硬度值也就越大;反之,材料的密度越小,致密化程度越低,说明孔隙度就越大,则硬度越小。
对于不同种材料,材料的硬度随着Al 2O 3含量的增加而增大。
3.3 电导率、硬度随烧结时间的变化规律烧结是材料制备过程中的关键工序之一,在此过程中,烧结温度和时间的合理制定直接影响材料的性能。
烧结是一个复杂的物理和化学过程,伴随着粉末粘性流动、体积扩散、表面扩散和晶界扩散等过程[7],最终使粉末压坯空隙体积减少,颗粒间距缩短,孔隙形状趋近球形,从而提高了材料的密度,进而影响材料的电导率和硬度,改变材料的组织形貌。
图6,7是在900 等温烧结时,不同图6 Cu Al 2O 3烧结时间和电导率关系Fig.6 Relationship between sintering time and conductivity of CuAl 2O3图7 Cu Al 2O 3烧结时间和硬度关系Fig.7 Relationship between sintering time and hardness of CuAl 2O 3保温时间对材料电导率和硬度的影响。