銅熔滲氧化鋁的調(diào)控及Al 2 O 3 /Cu復(fù)合材料的研究
發(fā)布時(shí)間:2020-12-18 11:50
Al2O3陶瓷材料具有熔點(diǎn)高、硬度高、化學(xué)穩(wěn)定性好等特點(diǎn),但其韌性低、導(dǎo)電、導(dǎo)熱性差。金屬銅具有優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能,但其屈服強(qiáng)度及硬度低、耐磨性差。Al2O3/Cu復(fù)合材料則兼顧兩者的優(yōu)點(diǎn),既有良好的導(dǎo)熱導(dǎo)電性能,又有高的強(qiáng)度、硬度和耐磨性。然而金屬Cu與Al2O3陶瓷的潤濕性較差,若將兩者進(jìn)行機(jī)械混合、燒結(jié)將勢(shì)必導(dǎo)致在其界面處兩相分離。為解決這一問題,本文在相關(guān)研究的基礎(chǔ)上從原料粉體及燒結(jié)方式入手,分別采用非均相沉淀法制備Ni@Al2O3包覆粉體以及熱化學(xué)鍍法制備Cu@Al2O3包覆粉體以期改善兩者間潤濕性問題;對(duì)施鍍過程中的影響因素進(jìn)行分析探討,以期得到符合實(shí)驗(yàn)要求的成分比例和良好包覆效果的復(fù)合粉體,并應(yīng)用SPS燒結(jié)處理得到Al2O3/Cu(15 vol%Cu)復(fù)合材料。另外以機(jī)械混合粉及普通溶滲燒結(jié)作為對(duì)照組。運(yùn)用XR...
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 前言
1.1 氧化鋁陶瓷及其熔滲行為簡(jiǎn)介
1.1.1 氧化鋁陶瓷的結(jié)構(gòu)特性
1.1.2 氧化鋁陶瓷的增韌研究
1.1.3 熔滲工藝介紹及研究
1.2 氧化鋁/金屬復(fù)合材料的研究進(jìn)展
1.2.1 氧化鋁/金屬復(fù)合材料的性能特點(diǎn)及應(yīng)用
1.2.2 氧化鋁/金屬復(fù)合材料的制備
1.2.3 氧化鋁/金屬復(fù)合材料的潤濕性研究
1.3 復(fù)合或包覆粉體
1.3.1 復(fù)合粉體概述
1.3.2 包覆粉體的制備方法
1.3.3 氧化鋁-金屬包覆粉體的研究現(xiàn)狀
1.4 氧化鋁-銅復(fù)合材料的研究進(jìn)展
1.5 本課題研究背景及意義
1.6 本課題研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)方案及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線
2.2 實(shí)驗(yàn)原料及性能參數(shù)
2.3 金屬包覆氧化鋁復(fù)合粉體的制備
2O3包覆粉體"> 2.3.1 非均相沉淀法制備Ni@Al2O3包覆粉體
2O3包覆粉體"> 2.3.2 熱化學(xué)鍍法制備Cu@Al2O3包覆粉體
2O3/Cu復(fù)合材料的制備"> 2.4 Al2O3/Cu復(fù)合材料的制備
2.4.1 無壓熔滲燒結(jié)
2.4.2 SPS溶滲燒結(jié)
2.5 包覆粉體的組織觀察與性能測(cè)試
2.5.1 掃描電鏡觀察
2.5.2 粒徑分布測(cè)定
2.5.3 差熱-失重分析
2.5.4 物理性能測(cè)試
2.6 氧化鋁/銅復(fù)合材料的組織觀察與性能測(cè)試
2.6.1 掃描電鏡觀察
2.6.2 X-射線衍射分析
2.6.3 X射線光電子能譜(XPS)及俄歇電子能譜分析
2.6.4 硬度測(cè)試
2.6.5 相對(duì)密度檢測(cè)
2.6.6 斷裂韌性檢測(cè)
2.6.7 復(fù)合材料孔徑大小測(cè)定
2.6.8 導(dǎo)電性檢測(cè)
2.6.9 潤濕角測(cè)量
3 金屬包覆氧化鋁復(fù)合粉體的研究
2O3復(fù)合粉體的差熱-失重分析"> 3.1 Ni@Al2O3復(fù)合粉體的差熱-失重分析
2O3復(fù)合粉體組織形貌觀察與分析"> 3.2 Ni@Al2O3復(fù)合粉體組織形貌觀察與分析
2O3粉體包覆前后形貌觀察"> 3.2.1 Al2O3粉體包覆前后形貌觀察
2O3粉體形貌觀察"> 3.2.2 不同工藝參數(shù)下Ni@Al2O3粉體形貌觀察
2O3包覆粉體性能測(cè)試"> 3.2.3 Ni@Al2O3包覆粉體性能測(cè)試
2O3粉體的形貌分析"> 3.3 Cu@Al2O3粉體的形貌分析
2O3粉體包覆前后形貌觀察"> 3.3.1 Al2O3粉體包覆前后形貌觀察
2O3復(fù)合粉體的影響"> 3.3.2 鍍液參數(shù)及工藝對(duì)Cu@Al2O3復(fù)合粉體的影響
2O3包覆粉體性能檢測(cè)"> 3.3.3 Cu@Al2O3包覆粉體性能檢測(cè)
3.4 本章小結(jié)
2O3/Cu復(fù)合材料的組織性能">4 熔滲法制備Al2O3/Cu復(fù)合材料的組織性能
2O3/Cu復(fù)合材料形貌觀察及分析"> 4.1 普通熔滲制備Al2O3/Cu復(fù)合材料形貌觀察及分析
2O3/Cu復(fù)合材料組織形貌觀察及分析"> 4.2 SPS燒結(jié)制備Al2O3/Cu復(fù)合材料組織形貌觀察及分析
2O3/Cu復(fù)合材料相關(guān)性能分析"> 4.3 不同燒結(jié)方式制備Al2O3/Cu復(fù)合材料相關(guān)性能分析
4.3.1 物相組成
4.3.2 硬度分析
4.3.3 致密度分析
4.3.4 電阻率分析
4.3.5 斷裂韌性分析
4.4 本章小結(jié)
2O3/Cu復(fù)合材料">5 包覆粉體SPS燒結(jié)制備Al2O3/Cu復(fù)合材料
2O3經(jīng)SPS燒結(jié)制備Al2O3/Cu復(fù)合材料"> 5.1 采用Ni@Al2O3經(jīng)SPS燒結(jié)制備Al2O3/Cu復(fù)合材料
5.1.1 組織形貌分析
5.1.2 結(jié)構(gòu)分析
5.1.3 潤濕角檢測(cè)
5.1.4 力學(xué)性能分析
5.1.5 界面機(jī)理分析
2O3包覆粉體制備Al2O3/Cu復(fù)合材料"> 5.2 采用Cu@Al2O3包覆粉體制備Al2O3/Cu復(fù)合材料
5.2.1 組織形貌分析
5.2.2 力學(xué)性能分析
5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表論文、專利及獎(jiǎng)勵(lì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Cu-Al2O3中骨架銅類芬頓催化去除水中有機(jī)污染物[J]. 徐丹,張麗麗,柳麗芬. 環(huán)境科學(xué). 2017(03)
[2]Al2O3陶瓷表面化學(xué)氣相沉積Ni涂層及其與Cu潤濕性[J]. 劉娟娟,?烧,韓璐,楊建鋒. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2014(03)
[3]Fe/Al2O3復(fù)合材料的還原制備及其表征[J]. 孫凱,張紅梅,范潤華,張子棟,史志成,高萌,燕克蘭,李靜. 稀有金屬材料與工程. 2013(S1)
[4]金屬顆粒增韌氧化鋁陶瓷研究現(xiàn)狀[J]. 朱棉霞,徐序,李月明,江玉霞. 中國陶瓷. 2012(12)
[5]鎳包覆Al2O3納米顆粒對(duì)氧化鋁陶瓷與鋁之間潤濕性的影響[J]. 楊少鋒,晏彬彬,吳陽,李凱,陳維平. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(11)
[6]Al2O3/Fe納米復(fù)合粉體的制備及其陶瓷的性能研究[J]. 張偉,石干,楊德林,孫紅巍,胡行. 硅酸鹽通報(bào). 2010(04)
[7]非均相沉淀法制備包覆粉的研究現(xiàn)狀[J]. 羅成,彭衛(wèi)珍,周書助,譚錦顥,溫乾. 硬質(zhì)合金. 2010(03)
[8]化學(xué)共沉淀法制備鎢銅合金[J]. 姚惠龍,林濤,羅驥,劉祥慶,郭志猛. 稀有金屬材料與工程. 2009(02)
[9]鈰摻雜氧化鋁薄膜的藍(lán)紫色發(fā)光特性[J]. 廖國進(jìn),閆紹峰,巴德純. 物理學(xué)報(bào). 2008(11)
[10]化學(xué)鍍鎳對(duì)Al2O3顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料制備及耐磨性的影響[J]. 趙士陽,張國賞,魏世忠,李繼文,李保元. 礦山機(jī)械. 2008(20)
碩士論文
[1]三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Al2O3/Cu復(fù)合材料的制備和性能研究[D]. 翁艷薇.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[2]網(wǎng)絡(luò)氧化鋁陶瓷/鐵基合金復(fù)合材料的制備[D]. 韓孟巖.華南理工大學(xué) 2011
[3]Al2O3/Cu復(fù)合陶瓷的制備及其性能研究[D]. 郭靜斐.鄭州大學(xué) 2011
[4]Fe-Al2O3金屬陶瓷選擇性還原制備工藝研究[D]. 左楊.山東大學(xué) 2009
[5]SiC/Cu金屬陶瓷復(fù)合材料的研究[D]. 黎壽山.鄭州大學(xué) 2007
[6]氧化鋁基復(fù)相陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)與強(qiáng)韌化機(jī)理[D]. 李華平.武漢理工大學(xué) 2004
本文編號(hào):2923956
【文章來源】:西安理工大學(xué)陜西省
【文章頁數(shù)】:78 頁
【學(xué)位級(jí)別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
1 前言
1.1 氧化鋁陶瓷及其熔滲行為簡(jiǎn)介
1.1.1 氧化鋁陶瓷的結(jié)構(gòu)特性
1.1.2 氧化鋁陶瓷的增韌研究
1.1.3 熔滲工藝介紹及研究
1.2 氧化鋁/金屬復(fù)合材料的研究進(jìn)展
1.2.1 氧化鋁/金屬復(fù)合材料的性能特點(diǎn)及應(yīng)用
1.2.2 氧化鋁/金屬復(fù)合材料的制備
1.2.3 氧化鋁/金屬復(fù)合材料的潤濕性研究
1.3 復(fù)合或包覆粉體
1.3.1 復(fù)合粉體概述
1.3.2 包覆粉體的制備方法
1.3.3 氧化鋁-金屬包覆粉體的研究現(xiàn)狀
1.4 氧化鋁-銅復(fù)合材料的研究進(jìn)展
1.5 本課題研究背景及意義
1.6 本課題研究?jī)?nèi)容
2 實(shí)驗(yàn)方案及方法
2.1 實(shí)驗(yàn)技術(shù)路線
2.2 實(shí)驗(yàn)原料及性能參數(shù)
2.3 金屬包覆氧化鋁復(fù)合粉體的制備
2O3包覆粉體"> 2.3.1 非均相沉淀法制備Ni@Al2O3包覆粉體
2O3包覆粉體"> 2.3.2 熱化學(xué)鍍法制備Cu@Al2O3包覆粉體
2O3/Cu復(fù)合材料的制備"> 2.4 Al2O3/Cu復(fù)合材料的制備
2.4.1 無壓熔滲燒結(jié)
2.4.2 SPS溶滲燒結(jié)
2.5 包覆粉體的組織觀察與性能測(cè)試
2.5.1 掃描電鏡觀察
2.5.2 粒徑分布測(cè)定
2.5.3 差熱-失重分析
2.5.4 物理性能測(cè)試
2.6 氧化鋁/銅復(fù)合材料的組織觀察與性能測(cè)試
2.6.1 掃描電鏡觀察
2.6.2 X-射線衍射分析
2.6.3 X射線光電子能譜(XPS)及俄歇電子能譜分析
2.6.4 硬度測(cè)試
2.6.5 相對(duì)密度檢測(cè)
2.6.6 斷裂韌性檢測(cè)
2.6.7 復(fù)合材料孔徑大小測(cè)定
2.6.8 導(dǎo)電性檢測(cè)
2.6.9 潤濕角測(cè)量
3 金屬包覆氧化鋁復(fù)合粉體的研究
2O3復(fù)合粉體的差熱-失重分析"> 3.1 Ni@Al2O3復(fù)合粉體的差熱-失重分析
2O3復(fù)合粉體組織形貌觀察與分析"> 3.2 Ni@Al2O3復(fù)合粉體組織形貌觀察與分析
2O3粉體包覆前后形貌觀察"> 3.2.1 Al2O3粉體包覆前后形貌觀察
2O3粉體形貌觀察"> 3.2.2 不同工藝參數(shù)下Ni@Al2O3粉體形貌觀察
2O3包覆粉體性能測(cè)試"> 3.2.3 Ni@Al2O3包覆粉體性能測(cè)試
2O3粉體的形貌分析"> 3.3 Cu@Al2O3粉體的形貌分析
2O3粉體包覆前后形貌觀察"> 3.3.1 Al2O3粉體包覆前后形貌觀察
2O3復(fù)合粉體的影響"> 3.3.2 鍍液參數(shù)及工藝對(duì)Cu@Al2O3復(fù)合粉體的影響
2O3包覆粉體性能檢測(cè)"> 3.3.3 Cu@Al2O3包覆粉體性能檢測(cè)
3.4 本章小結(jié)
2O3/Cu復(fù)合材料的組織性能">4 熔滲法制備Al2O3/Cu復(fù)合材料的組織性能
2O3/Cu復(fù)合材料形貌觀察及分析"> 4.1 普通熔滲制備Al2O3/Cu復(fù)合材料形貌觀察及分析
2O3/Cu復(fù)合材料組織形貌觀察及分析"> 4.2 SPS燒結(jié)制備Al2O3/Cu復(fù)合材料組織形貌觀察及分析
2O3/Cu復(fù)合材料相關(guān)性能分析"> 4.3 不同燒結(jié)方式制備Al2O3/Cu復(fù)合材料相關(guān)性能分析
4.3.1 物相組成
4.3.2 硬度分析
4.3.3 致密度分析
4.3.4 電阻率分析
4.3.5 斷裂韌性分析
4.4 本章小結(jié)
2O3/Cu復(fù)合材料">5 包覆粉體SPS燒結(jié)制備Al2O3/Cu復(fù)合材料
2O3經(jīng)SPS燒結(jié)制備Al2O3/Cu復(fù)合材料"> 5.1 采用Ni@Al2O3經(jīng)SPS燒結(jié)制備Al2O3/Cu復(fù)合材料
5.1.1 組織形貌分析
5.1.2 結(jié)構(gòu)分析
5.1.3 潤濕角檢測(cè)
5.1.4 力學(xué)性能分析
5.1.5 界面機(jī)理分析
2O3包覆粉體制備Al2O3/Cu復(fù)合材料"> 5.2 采用Cu@Al2O3包覆粉體制備Al2O3/Cu復(fù)合材料
5.2.1 組織形貌分析
5.2.2 力學(xué)性能分析
5.3 本章小結(jié)
6 結(jié)論
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀碩士學(xué)位期間所發(fā)表論文、專利及獎(jiǎng)勵(lì)
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]Cu-Al2O3中骨架銅類芬頓催化去除水中有機(jī)污染物[J]. 徐丹,張麗麗,柳麗芬. 環(huán)境科學(xué). 2017(03)
[2]Al2O3陶瓷表面化學(xué)氣相沉積Ni涂層及其與Cu潤濕性[J]. 劉娟娟,?烧,韓璐,楊建鋒. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2014(03)
[3]Fe/Al2O3復(fù)合材料的還原制備及其表征[J]. 孫凱,張紅梅,范潤華,張子棟,史志成,高萌,燕克蘭,李靜. 稀有金屬材料與工程. 2013(S1)
[4]金屬顆粒增韌氧化鋁陶瓷研究現(xiàn)狀[J]. 朱棉霞,徐序,李月明,江玉霞. 中國陶瓷. 2012(12)
[5]鎳包覆Al2O3納米顆粒對(duì)氧化鋁陶瓷與鋁之間潤濕性的影響[J]. 楊少鋒,晏彬彬,吳陽,李凱,陳維平. 硅酸鹽學(xué)報(bào). 2012(11)
[6]Al2O3/Fe納米復(fù)合粉體的制備及其陶瓷的性能研究[J]. 張偉,石干,楊德林,孫紅巍,胡行. 硅酸鹽通報(bào). 2010(04)
[7]非均相沉淀法制備包覆粉的研究現(xiàn)狀[J]. 羅成,彭衛(wèi)珍,周書助,譚錦顥,溫乾. 硬質(zhì)合金. 2010(03)
[8]化學(xué)共沉淀法制備鎢銅合金[J]. 姚惠龍,林濤,羅驥,劉祥慶,郭志猛. 稀有金屬材料與工程. 2009(02)
[9]鈰摻雜氧化鋁薄膜的藍(lán)紫色發(fā)光特性[J]. 廖國進(jìn),閆紹峰,巴德純. 物理學(xué)報(bào). 2008(11)
[10]化學(xué)鍍鎳對(duì)Al2O3顆粒增強(qiáng)復(fù)合材料制備及耐磨性的影響[J]. 趙士陽,張國賞,魏世忠,李繼文,李保元. 礦山機(jī)械. 2008(20)
碩士論文
[1]三維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)Al2O3/Cu復(fù)合材料的制備和性能研究[D]. 翁艷薇.長(zhǎng)安大學(xué) 2016
[2]網(wǎng)絡(luò)氧化鋁陶瓷/鐵基合金復(fù)合材料的制備[D]. 韓孟巖.華南理工大學(xué) 2011
[3]Al2O3/Cu復(fù)合陶瓷的制備及其性能研究[D]. 郭靜斐.鄭州大學(xué) 2011
[4]Fe-Al2O3金屬陶瓷選擇性還原制備工藝研究[D]. 左楊.山東大學(xué) 2009
[5]SiC/Cu金屬陶瓷復(fù)合材料的研究[D]. 黎壽山.鄭州大學(xué) 2007
[6]氧化鋁基復(fù)相陶瓷的顯微結(jié)構(gòu)與強(qiáng)韌化機(jī)理[D]. 李華平.武漢理工大學(xué) 2004
本文編號(hào):2923956
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