退火工艺对Cu基体中Al2O3-Ce协同效应的抑制

摘要：

采用高能球磨、结合放电等离子烧结(SPS)的方法制备Al2O3和Ce协同增强Cu基复合材料.研究了不同退火温度和时间对Cu-Al2O3和Cu-Al2O3-Ce复合材料微观组织、Al2O3弥散颗粒分布、 复合材料硬度和电导率的影响.结果表明:Cu基体中Al2O3和Ce具有明显的协同作用,具体表现为Cu基复合材料的硬度和电导率都显著提高.扫描电镜(SEM)分析结果表明Al2O3和Ce协同效应的机制为Ce的加入优化了Al2O3的分布,减弱了Al2O3的团聚.在退火过程中Ce明显抑制了Al2O3的团聚.退火温度的升高会导致Al2O3颗粒尺寸增加.在固定的退火时间下,通过拟合Al2O3颗粒的平均尺寸与退火温度的关系,发现二者近似符合阿伦尼乌斯关系.由于较大的Al2O3颗粒对弥散强化和自由电子传播都有不利影响,高于400℃退火会显著抑制Al2O3和Ce的协同效应,降低复合材料的硬度和电导率.400℃下退火2 h以上会降低复合材料的电导率和硬度,但是不显著影响Al2O3和Ce协同效应.Cu-0.5％Al2O3-0.02％Ce复合材料的最佳热处理温度为400℃下退火1～3h.

关键词：放电等离子烧结、Cu基复合材料、Al2O3-Ce协同效应、退火

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分类号：TG146.1(金属学与热处理)

资助基金：国家"973"计划项目2014GB120000;国家自然科学基金项目51471023;北京市自然科学基金项目2152031

在线出版日期：2018-04-10（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：154-160