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第1章 绪论 1

1.1金属基复合材料概述 1

1.1.1复合材料概述 1

1.1.2金属基复合材料设计原则 6

1.1.3金属基复合材料分类 11

1.1.4金属基复合材料制备工艺 14

1.1.5金属基复合材料研究进展 18

1.2弥散强化铜基复合材料概述 21

1.2.1弥散强化铜基复合材料分类 21

1.2.2弥散强化铜基复合材料的性能特点 22

1.2.3弥散强化铜基复合材料颗粒增强相的选择 24

1.2.4弥散强化金属基复合材料的相界面结合机制及界面优化设计 25

1.3弥散强化铜基复合材料研究进展 27

1.3.1内氧化制备弥散强化铜基复合材料研究进展 27

1.3.2其他制备方法研究进展 33

参考文献 34

第2章 高性能弥散强化铜基复合材料及其应用 36

2.1概述 36

2.1.1弥散强化理论概述 36

2.1.2弥散强化铜基复合材料的性能特点及应用 38

2.1.3弥散强化铜基复合材料制备方法 41

2.1.4弥散强化铜基复合材料的发展与现状 44

2.2 A12O3/Cu复合材料 45

2.2.1 Al2O3/Cu复合材料的内氧化制备 45

2.2.2影响A12 O3 /Cu复合材料性能的因素 46

2.3 TiB2/Cu复合材料 48

2.3.1 TiB2陶瓷材料概述 48

2.3.2 TiB2 /Cu复合材料的研究及制备方法 50

2.3.3 TiB2 /Cu复合材料点焊电极 54

2.4 WC/Cu复合材料 57

2.4.1 WC的结构和性能 57

2.4.2 WC/Cu复合材料 58

2.5金刚石／Cu复合材料 59

2.5.1制备方法 59

2.5.2金刚石／Cu复合材料 59

2.6石墨／Cu复合材料 61

2.6.1石墨／Cu复合材料的制备技术研究现状 61

2.6.2石墨含量和工艺参数对石墨／Cu复合材料性能的影响 63

2.6.3改善石墨／Cu复合材料界面结合的方法 64

2.6.4添加物对提高石墨／Cu复合材料综合性能的影响 66

2.6.5石墨／Cu复合材料的应用 66

2.7纳米碳管／Cu复合材料 67

2.7.1纳米碳管概述 67

2.7.2纳米碳管／Cu复合材料的制备及强化机制分析 68

2.7.3纳米碳管／Cu复合材料的应用前景 68

2.8 Ti3 SiC2 /Cu复合材料 68

2.8.1 Ti3 SiC2 /Cu复合材料的制备 69

2.8.2 Ti3 SiC2 /Cu复合材料的性能 69

2.9弥散铜／Cr复合材料 70

2.9.1 Al2 O3弥散强化铜-25%Cr复合材料制备及组织性能 70

2.9.2 Cu-Al2 O3 /Cr复合材料真空热压烧结-内氧化制备与组织性能 77

参考文献 87

第3章 熔铸技术 94

3.1概述 94

3.1.1熔铸技术分类 94

3.1.2熔铸成形方法与特点 95

3.1.3熔铸成形的技术问题 96

3.1.4熔铸技术在弥散强化铜基复合材料中的应用 98

3.2熔铸技术 99

3.2.1传统铸造技术 99

3.2.2半固态铸造技术 102

3.2.3正压铸造技术 105

3.2.4负压铸造技术 112

3.2.5反应铸造技术 114

3.3熔铸弥散强化铜基复合材料的组织和性能 116

3.3.1熔铸CuCr25RE触头材料组织和性能 116

3.3.2触头材料用铜合金电击穿性能 135

3.3.3半固态铸造制备铜基复合材料性能 146

参考文献 150

第4章 熔渗技术 152

4.1引言 152

4.1.1熔渗概论 152

4.1.2熔渗Cu-Cr合金 157

4.1.3熔渗Cu-Cr合金的电性能特点 158

4.1.4熔渗Cu-Cr合金的应用 158

4.2熔渗Cu-Cr合金的制备技术 159

4.2.1熔渗Cu-Cr合金制备技术及分类 159

4.2.2熔渗Cu-Cr合金的粉末粒度 161

4.2.3熔渗工艺参数的选择与控制 162

4.3熔渗Cu-Cr合金的组织和性能 165

4.3.1熔渗Cu-Cr合金显微组织 165

4.3.2熔渗Cu-Cr合金的性能 167

4.3.3 Cr含量和后续处理对熔渗Cu-Cr合金性能的影响 168

4.3.4 Cr粉颗粒形态及对电性能的影响 171

4.3.5熔渗Cu-Cr合金孔隙特征及对吸放气性能和重燃率的影响 173

4.3.6 Cu与Cr颗粒结合强度及与耐压、电蚀率和抗熔焊性的关系 173

参考文献 174

第5章 粉末冶金技术 176

5.1概述 176

5.2粉末冶金工艺原理 180

5.2.1粉末制备 181

5.2.2成型 181

5.2.3烧结 181

5.2.4后续处理 184

5.3粉末冶金制备技术 184

5.3.1雾化法制备技术 184

5.3.2温压技术 185

5.3.3流动温压技术 185

5.3.4模壁润滑技术 186

5.3.5高速压制技术 186

5.3.6动力磁性压制技术 186

5.3.7爆炸压制技术 187

5.3.8金属粉末注射成形技术 187

5.3.9微注射成型 187

5.3.10快速原型制作技术 188

5.4粉末冶金弥散强化铜基复合材料的组织和性能 188

5.4.1球磨工艺参数的影响 188

5.4.2压制工艺参数的影响 191

5.4.3烧结工艺参数的影响 195

5.4.4热挤压工艺的影响 199

5.4.5冷加工工艺的影响 203

5.5快速凝固粉末冶金技术 204

5.5.1快速凝固粉末制备技术 205

5.5.2快速凝固-粉末冶金工艺 210

5.5.3快速凝固喷射沉积工艺 210

参考文献 212

第6章 机械合金化技术 214

6.1概述 214

6.2机械合金化原理 214

6.2.1形成非晶的基本原理 215

6.2.2形成金属间化合物的基本原理 217

6.2.3形成纳米晶的基本原理 217

6.2.4形成超饱和固溶体的基本原理 218

6.2.5 Maurice-Courtney模型 220

6.2.6 Magini-Iasonna模型 221

6.3机械合金化技术的应用 222

6.3.1机械合金化在弥散强化超合金制备中的应用 223

6.3.2机械合金化在非晶态合金制备中的应用 224

6.3.3机械合金化在功能材料制备中的应用 224

6.4机械合金化弥散强化铜基复合材料 227

6.4.1机械合金化弥散强化铜基复合材料的组织和性能 227

6.4.2高能球磨工艺参数的影响 234

6.4.3压制工艺参数的影响 236

6.4.4烧结工艺参数的影响 237

6.4.5机械合金化制备弥散强化铜基复合材料存在的问题及发展趋势 241

参考文献 242

第7章 内氧化制备技术 244

7.1概述 244

7.2内氧化法制备A12 O3 /Cu复合材料的典型工艺 246

7.2.1内氧化法制备A12O3/Cu复合材料的典型工艺 246

7.2.2雾化制粉 247

7.2.3氧化剂制备 249

7.2.4混合粉末 249

7.2.5内氧化 249

7.2.6还原 250

7.2.7压制成型 250

7.2.8烧结 252

7.2.9热挤压 252

7.2.10拉拔 253

7.3 Cu-Al合金内氧化热力学 253

7.3.1二元合金发生内氧化的条件 253

7.3.2 Cu-Al合金内氧化热力学 254

7.3.3氧源的制备 257

7.4内氧化动力学 260

7.4.1平板试样的内氧化动力学 261

7.4.2圆柱试样内氧化动力学的研究 266

7.4.3球形试样内氧化动力学 270

7.4.4材料形状对内氧化动力学的影响 272

7.5内氧化过程中A12O3颗粒的形核、长大和粗化 274

7.6内氧化法制备Al2 O3 /Cu复合材料主要性能 277

7.6.1 A12 O3 /Cu复合材料的塑性变形与再结晶 277

7.6.2 A12 O3 /Cu复合材料的高温拉伸特性 280

7.6.3高温流变应力 286

7.6.4载流摩擦磨损性能 289

7.7 A12 O3 /Cu复合材料在点焊电极上的应用 293

7.7.1 A12 O3 /Cu复合材料点焊电极的装机试验 294

7.7.2 A12 O3 /Cu复合材料点焊电极的特性和失效形式 294

参考文献 297

第8章 反应合成原位复合技术 300

8.1概述 300

8.2反应合成原位复合工艺原理 303

8.2.1熔铸-原位反应喷射成形技术 304

8.2.2自蔓延-原位反应合成技术 306

8.2.3放热弥散技术 308

8.2.4直接氧化技术 309

参考文献 311

第9章 表面弥散强化铜制备技术 314

9.1概述 314

9.2表面弥散强化铜制备原理 314

9.2.1表面内氧化 314

9.2.2激光表面合金化 315

9.3表面弥散强化铜制备工艺 316

9.3.1表面内氧化法 316

9.3.2高温扩渗-内氧化法 317

9.3.3激光表面合金化法 318

9.4表面弥散强化铜组织和性能 319

9.4.1内氧化制备表面弥散强化铜组织和性能 319

9.4.2高温扩渗-内氧化表面弥散强化铜组织和性能 347

9.4.3激光表面合金化Cr弥散强化铜组织和性能 365

参考文献 370

第10章 其他制备技术 373

10.1概述 373

10.2复合电沉积法 373

10.3反应喷射沉积法 374

10.4共沉积法 375

10.5溶胶-凝胶法 376

10.6碳热还原法 376

10.7液相合金混合原位反应法 378

10.8化学沉淀法 378

参考文献 379

第11章 弥散强化铜基复合材料的后续加工技术 381

11.1概述 381

11.2可锻性 381

11.2.1预成形坯材料相对密度对可锻性的影响 382

11.2.2打击能量对预成形坯材料可锻性的影响 382

11.2.3应力状态对预成形坯材料可锻性的影响 383

11.2.4预成形坯高径比对可锻性的影响 384

11.3热挤压致密化和精密成型技术 384

11.3.1热挤压致密化 384

11.3.2精密成型技术特点 386

11.4冷加工技术 386

11.4.1水切割 387

11.4.2钻孔 387

11.4.3磨削 388

11.4.4车削 388

11.5弥散强化铜与Be、 W的扩散连接技术 389

11.5.1 Be与Cu合金的扩散连接 389

11.5.2 W与Cu合金的扩散连接和过渡液相扩散连接 389

11.6其他加工新技术 390

参考文献 390