B4C质量分数对Cu-B4C复合材料组织和性能的影响
2021-01-21张敏杰张国赏李秀青杨晴霞魏森森周玉成
张敏杰,张国赏,李秀青,张 倩,王 琪,杨晴霞,魏 骁,魏森森,张 程,周玉成
(河南科技大学 a.材料科学与工程学院; b.河南省高温结构与功能材料重点实验室; c.车辆与交通工程学院, 河南 洛阳 471023)
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铜合金具有优良的导电和导热性能,而且原料易得,价格低廉,因此广泛应用于电气、交通、建筑业和航空航天等领域[1-3]。随着时代和科技的飞速发展,人们对于材料的性能也提出了更高的要求。为了解决纯铜强度和硬度较低的缺点,文献[4-6]对铜基复合材料进行了研究,通过添加增强相,使铜保持优异导电导热性能的同时,强度得到大幅提高。碳化硼(B4C)的硬度在世界已知材料中排名第三,具有密度小、抗氧化、耐酸碱腐蚀等优点,另外,具有稳定的高温强度,而且可以吸收中子[7-10]。B4C颗粒作为增强相可以提高铜基体的强度和耐磨性,因而Cu-B4C复合材料可以用在电触头、摩擦材料和核聚变装置等方面[11-12]。但是B4C的熔点为2 450 ℃,与Cu熔点1 083 ℃相差太大,所以一般采用粉末冶金的方式制备Cu-B4C复合材料。文献[13]研究了B4C对Cu基复合材料性能的影响,但研究的B4C质量分数局限于1.5%~6.0%。文献[14]通过对B4C颗粒镀铜和放电等离子烧结(spark plasma sintering,SPS)制备了B4C体积分数为40%~70%的Cu-B4C复合材料,但主要研究的是B4C表面镀铜工艺对碳化硼-铜复合材料热导率的影响。文献[15]通过高能球磨和真空烧结的方式制备了不同B4C质量分数的Cu基摩擦材料,重点研究了B4C质量分数对Cu基摩擦材料与T10钢配副摩擦磨损性能的影响,但材料中还包括Ti、Fe、石墨、稀土镧、SiC等多种成分,难以单独有效评估B4C的影响。……
