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铜基时代 引领新材料变革

浏览次数:1 日期:2019/7/15 14:56:42

导读:研制、开发高强度、高导电铜基复合材料一直是研究的热点之一,今天小编就带你将铜基复合材料的相关应用,分类以及制备方法一网打尽。

1.铜基复合材料在火箭发动机上的应用,比铝基复合材料更有限,铜有两种性能吸引火箭发动机部件用它作为基材:与氧的相容性和高的导电性。与氧的相容性是气流循环发动机的氧化剂PMDs所必需的。在气流循环里,氧涡轮泵壳体和导管将直接与高温富氧气流接触。这些应用场合也需要高温强度和抗蠕变性能。

2.碳纤维/铜基复合材料综合了铜的良好导电、导热性以及碳纤维的高比强度和比模量、低热膨胀系数及良好的润滑性,使其呈现出良好的传导性、减摩耐磨性、耐高温性、耐电弧烧蚀性、抗熔焊性和抗老化等一系列优点,现作为一种功能材料已被广泛用作电子元件材料、滑动材料、触头材料、热交换材料、引线框架材料等,用于制造电刷、轴瓦、滑块、触点、集成电路散热板、轨道交通受电弓滑板及火箭发动机零件等机电零部件。

3.颗粒增强铜基复合材料兼顾了金属铜与陶瓷材料的性能特点,具有良好的导电性和导热性,表现出优良的综合力学性能、其在电器、冶金、机械等领域的应用范围正在不断扩大。

一是颗粒增强铜基复合材料在集成电路引线框架材料中的应用,引线框架是电子线路板等微电子技术等高新技术领域应用的重要构件,高强度、高导电铜基复合材料引线框架具有热膨胀系数小,尺寸稳定性好、磁化系数小等性能特点,有利于提高集成电路可靠性,提高集成电路引线框架。

二是颗粒增强铜基复合材料在电触头材料、点焊电极材料中的应用,电触头材料、点焊电极材料。

三是颗粒增强铜基复合材料在接触线材料、连铸机结晶器材料中的应用,接触线材料、连铸机结晶器材料要求具有良好的导电性、导热性,耐磨性。

4.高性能显微复合铜合金可以作点焊电极外,还可作推进器和热交换器,与传统铜合金材料相比,它含有的合金元素总量多,但合金元素的种类少。Cu—X合金以其超高强度,高电导率以及良好的耐热性引起了人们的重视。

说了这么多,下面我们来普及一下铜基复合材料的基础知识。

高性能铜基复合材料分类:

1、颗粒增强铜基复合材料

2、纤维增强铜基复合材料

3、高性能显微复合铜合金

铜基复合材料或铜合金的制备方法按照第二相添加方式可分为外加强制法和内部自生法,现介绍几种高强高导铜基复合材料或铜合金的制备方法。

1、粉末冶金法(Powder Metallurgical)

粉末冶金法是最早开发用于制备颗粒增强金属基复合材料的工艺,一般包括混粉、压实、除气、烧结等过程。

2、复合铸造法(Compocasting)铸造方法是工业化大生产的首选方法。但对于这种复合材料铸造后,一般会有辅助的形变工艺。

3、内氧化法(Internal Oxidaion)内氧化法是制备铜基复合材料最常用的方法之一,可获得均匀分布的细小弥散颗粒并能够精确控制强化相的数量。

4、液态金属原位法(Liquid-metal in—Situ processing)该方法是将两种或多种合金液体充分搅拌混合并通过化学反应产生均匀弥散分布的纳米级增强物。

5、快速凝固法(Rapid Solidification)快速凝固法由于凝固过程的冷却速快、起始形核过冷度大,生长速率高,结果使固、液界面偏离平衡,因而呈现出一系列与常规合金不同的组织和结构特征。

6、机械合金化法(Mechanical A1loying,简称MA)机械合金化是利用高能球磨机,按一定比例混合金属粉末或陶瓷粒子,反复研磨,使复合粉末经过反复变形、冷焊、破碎、再焊合、再破碎的反复过程,可使晶粒细化到纳米级,并具有很大的表面活性。

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