1、隨著工業(yè)的發(fā)展,對于要求高導電,高導熱,高強度的技術指標越來越高,普通的Cu合金已不能滿足需求。以第二相顆粒彌散強化的銅基復合材料具有高導電率的同時,亦具備高的軟化溫度及強度,其中以Al2O3/Cu復合材料為代表的銅基復合材料是目前應用最為成熟及廣泛的一類產品,但是由于金屬Al化學性質的兩向性,導致復合材料在制備過程中殘留偏鋁酸鹽類物質,這一方面影響了Al2O3與基體的結合強度;另一方面,偏鋁酸鹽在高溫下易分解,從而影響了該材料在電真空

2、管等器件中的安全使用。為彌補Al2O3/Cu復合材料存在的不足,本文嘗試用金屬活性極高的Zr替代Al制備彌散強化銅,Zr氧化后生成ZrO2,屬堿性氧化物,不易與銅生成鹽類化合物,這樣便能避免上述情況。
　　本文分別采用了常規(guī)水霧化工藝和改進后的水霧化工藝制備Cu-Zr合金粉末,通過對兩種工藝制備得到的合金粉末進行了分析對比。結果表明:常規(guī)霧化工藝制備的合金粉末中Zr含量極低,改進工藝制備得到了Cu-0.6％Zr的合金粉末;但Cu-

3、0.6%Zr合金粉末的松裝密度及流動性較前者的差。
　　對Cu-Zr合金粉末的內氧化熱力學及動力學進行了理論研究,得出了內氧化時的上限氧分壓及理想條件下內氧化所需的時間。下限氧分壓不僅與T有關,而且與Zr含量有關,其大小要高于純Zr氧化/無氧化的2PO門檻值,盡管如此,擇優(yōu)氧化的下限2PO仍然是很低的,所以其在具體的內氧化控制中意義不大。顆粒半徑R及Zr濃度一定的情況下,內氧化的溫度是決定內氧化時間的主要控制參數。
　　對經

4、過-200目篩分的Cu-0.6%Zr合金粉末進行了內氧化工藝研究,得到了一套內氧化法制備工藝。在研究氧化參數時:溫度過低,氧化速度慢;溫度過高易發(fā)生過氧化和粉末結塊現象。還原氣體流量為200ml/min的N2+5%H2還原條件下,由燒氫實驗確定最佳還原參數。
　　對內氧化處理后的粉末進行真空SPS成型,得到了優(yōu)化的燒結參數:30MPa、850℃×2h。在優(yōu)化的燒結參數下燒結得到的試樣的相對導電率為83.10%IACS(Intern

5、ationalAnnealedCopperStandard),HB為76,軟化溫度達到900℃。
　　采用SEM、EDS對燒結試樣進行表征,采用XRD對試樣經過硝酸萃取后的殘留物進行了表征分析。經過發(fā)現,所制備試樣中的增強相為ZrO2,其在基體中呈彌散分布,因此,可知經過內氧化處理后的燒結試樣為ZrO2/Cu復合材料。
　　本文對水霧化制備Cu-Zr合金粉末工藝,Cu-Zr合金粉末內氧化工藝進行了研究。為進一步研究內氧化法制