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高强度弥散强化铜及其制备方法

2021-03-25 09:15:32

弥散强化铜又称氧化铝铜(Cu-Al2O3)合金,因具有优异的高强度、高导电率,广泛用于电气工程开关触桥、连铸机结晶器内衬、集成电路引线框架、大功率异步牵引电动机转子、电气化铁路接触导线(电车线)、热核实验反应堆(ITER)偏滤器垂直靶散热片、高脉冲磁场导体材料等,并且在这些领域有着其它材料不可替代的优势,比铬锆铜材料具有更好的高强高导及高温稳定性,是重要的新型备选材料。

由于纳米级Al2O3对基体铜的弥散强化作用,该合金具有高强度、高导电率及高温稳定性等特点。组织稳定,无相变。屈服强度和抗拉强度高,常温条件下硬度高,随着温度升高,硬度下降幅度小,高温抗蠕变性能好。热、电传导率高。加工性能优良。软化温度高达950℃,导电率高达85%IACS,散热性能介于钨铜(220W/m.k)以及纯铜(390W/m.k)之间。强度高,疲劳性能和耐磨性能好。

弥散氧化铜厂家常见的制备方法包括机械混合法、共沉淀法、内氧化法等。国内外许多研究者和企业进行了纳米粒子Al2O3改性铜的研究。Motta M.S.等通过粉末原位还原法,已制得平均尺寸达10nm的Al2O3弥散强化铜基复合材料,TEM形貌表明铜晶粒周围被弥散分布的纳米粒子Al2O3包围。Kexing Song等通过内氧化法,制备了在铜基体中分布着10-30nm Al2O3颗粒的弥散强化铜,纳米粒子Al2O3均匀分布,材料改性效果较好。美国SCM公司稳定了内氧化法的工艺参数,率先工业化制备了弥散强化铜,含Al2O3 0.2%的铜合金,导电率达90%IACS,弹性模量为108GPa,室温强度为500MPa。含Al2O3 1.2%的铜合金,导电率达80%IACS,弹性模量为140GPa,室温强度为620MPa。


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