Mo-20wt%Cu复合材料的制备及其性能研究

• 作 者: 孙承琳
• 出 处: 西安理工大学
• 发表日期: 2019年08期
• 关键词: 湿化学法 铝铜复合粉末 钼铜复合材料 电学和力学性能

本文采用湿化学法制备了钼铜前驱体粉末,通过煅烧和氢气二段还原工艺来完成钼铜复合粉体的制备,钼铜复合材料的制备是通过冷等静压工艺和真空无压烧结工艺完成。讨论了钼铜前驱体粉末在煅烧和氢气二段还原过程中变化规律,以及工艺参数对粉末的物相组成、组织形貌、粒度分布影响。研究了冷等静压和真空无压烧结工艺对压坯性能和材料组织形貌的影响,并讨论了钼铜复合材料各项电学、力学性能的变化规律和影响因素。钼铜前驱体粉末的物相组成是 NH3、H2O、(NH4)2Mo4O13、Mo2O5(OH)、CU3(MoO4)(OH)4和MoO3(H2O)0.5。经过500℃煅烧后粉末的物相为CuMoO4和MoO3,并且CuMoO4和MoO3具有不同的形貌。煅烧1h后,粉末的物相不随煅烧时间的延长而发生变化,但粉末的粒度分布曲线随煅烧时间的增加逐渐变窄,煅烧产物的中位径也随之降低。第一段氢气还原的温度为550℃,还原后粉末物相为Cu和MoO2,第二段氢气还原的温度为850℃,还原后粉末物相中无氧化物存在,只由Mo、Cu两相组成。粉末中大部分颗粒的粒径在100-600nm范围内,小尺寸颗粒有明显的团聚,颗粒内部钼铜两相分布均匀,并且有主要元素为钼的包覆层存在。冷等静压机制备压坯时,压坯致密度随压强提高而提高,而保压时间对压坯致密度的影响不大。随着烧结温度的提升,钼铜复合材料中钼铜两相分布逐渐均匀,铜相逐渐填充孔隙,钼颗粒也逐渐长大;烧结温度提升时,铜相的连通能力相对提高,在1250℃时,断口形貌中韧窝明显,铜相的连通性达到最高。烧结温度从1050℃升高到1250℃时,钼铜复合材料的各项电学、力学性能相对提升,当烧结温度继续升高至1300℃时,其致密度、室温压缩屈服强度和室温抗弯强度达到最高,但显微硬度和电导率下降。