铜基复合材料的放电等离子烧结制备工艺研究文献综述

 2022-11-12 04:11

文献综述

摘要 综合论述了铜基复合材料的性能特点及制备方法。介绍了放电等离子烧结(SPS)技术的的机理、应用及特点。简要说明SPS技术对铜基复合材料致密度的提高作用,并对铜基复合材料及SPS技术的发展进行展望。

关键词 铜基复合材料;性能特点;制备方法;放电等离子烧结;机理;致密度

Abstract The properties and preparation methods of Cu-based composite were discussed. The principle, application and characteristics of spark plasma sintering(SPS)technology is reviewed. Higher densification of Cu-based composite can be achieved by SPS technology is also reviered in brief. The future of Cu-based composite and SPS technology is also discussed.

Key words Cu-based composite; properties; preparation methods; spark plasma sintering; principle; densification

铜及其合金由于具有优良的导热性、导电性、耐腐蚀性、接合性、可加工性等综合物理、力学性能,常被作为导电、导热等功能材料在电子、电器工业、电力、仪表和军工中获得广泛应用,是不可缺少的基础材料之一[1]。但是随着科学技术的不断发展, 高技术产业对导电金属材料的要求越来越高[2],这种要求的趋势是希望导电金属材料既具有高导电性,又具有高强度和耐高温性能,而纯铜及现有牌号的铜合金的明显缺点是其硬度、抗拉伸强度和抗蠕变强度偏低,因此在高导电率和高强度方面难以兼顾。

相对于纯铜及其合金,铜基复合材料是一类具有优良综合性能的新型材料,它既继承了紫铜的优良导电性,又具有高的强度和优越的高温性能,在各种领域都有着广阔的应用前景[3]

放电等离子烧结( Spark Plasma Sintering,SPS)是近年来发展起来的一种新型的快速烧结技术,也是制备铜基复合材料的有效方法。它融等离子活化、热压为一体,具有升温速度快、烧结时间短、冷却迅速、外加压力和烧结气氛可控、节能环保等特点,应用十分广泛。

目前,铜基复合材料块体的主要制备工艺为髙能球磨法制粉,然后采用后续的烧结工艺使其致密化。而常规的烧结方法存在效率低、危险大、晶粒较粗等缺点,尤其是满足不了所要求的致密度。而SPS将电能与机械能同时赋予烧结粉体,具有短时、低温烧结的特点,从而有效解决了传统烧结方法中致密度和晶粒尺寸沿相反趋势变化的矛盾,并对于提高材料的致密度有极佳的效果。

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