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Al2O3/Cu复合材料具有高强度、高导电和高导热性能，在汽车工业、电子工业以及核电等领域中具有广泛的应用前景。本文以元素粉末为原料，研究了Al2O3/Cu复合材料的制备工艺，包括复合粉末的制备、复合粉末的烧结以及烧结体的轧制、挤压、拔丝工艺；并在复合材料的制备过程中探讨了材料的组织与性能间的关系。本文的主要研究内容与结果如下：
采用三种工艺分别制备了Al2O3/Cu复合粉末。1)颗粒复合(PCS-ParticleComposite System)工艺制备得Al2O3弥散镶嵌于Cu颗粒表面的复合粉体，本文所选工艺参数为：40rpm转速下滚筒球磨混料时间2h，颗粒整形5000rpm转速下复合处理15min。2)机械合金化法(MA)直接高能球磨Al2O3与Cu混合粉末制备Al2O3弥散分布于Cu颗粒中的复合粉末，较佳的工艺条件为：球料比10∶1，无水乙醇作过程控制剂，球磨1h。3)MA法高能球磨Cu和Al元素粉，通过原位生成Al2O3来制备Al2O3/Cu复合粉末，结果表明：在空气气氛下，球料比10∶1，无水乙醇作过程控制剂，球磨15min后，复合粉末中有Al2O3生成。
经过PCS处理的Al2O3/Cu复合粉末热压工艺研究表明：烧结温度、Al2O3添加量对烧结体的性能和组织有显著影响，在烧结温度为920℃、Al2O3添加量为1wt％时制备的复合材料具有优异的综合性能和组织，致密度98.4％，导电率91.5％IACS，抗拉强度298MPa，伸长率12.5％，采用体视学分析方法定量表征了第二相的面密度特征参数，结果表明此时材料具有良好的第二相分布状况。
以三种不同工艺制备的复合粉末为原料，采用放电等离子体烧结(SPS)技术制备了Al2O3/Cu复合材料，结果表明：1)SPS法制备的Al2O3/Cu复合材料性能优于热压工艺，这是由于SPS烧结过程中直流脉冲电流的存在促进复合粉体的烧结，提高了烧结体的致密度。2)MA高能球磨1h的Al2O3+Cu复合粉末在850℃30MPa下保温8min，可获得致密度97.3％，导电率37.7％IACS，抗拉强度310MPa的Al2O3/Cu复合材料；3)MA高能球磨Cu+0.53Al25min在与2)相同的SPS烧结工艺条件下可获得致密度97.1％，导电率54.3％IACS，抗拉强度365MPa的复合材料，对于MA工艺来说，尽管可以获得强度更高的试样，但导电率普遍较低，这是由于球磨过程中磨球碰撞产生的杂质元素混入复合粉末中最终导致了材料的导电率下降。
将PCS处理的复合粉末经热压烧结工艺制备得1.0wt％Al2O3/Cu复合材料进行轧制研究，结果表明：轧制后复合材料的致密度略有上升，由98.4％提高到99.2％，抗拉强度由298MPa提高到了440MPa，提高了约48％，导电率为91.2％IACS。
将PCS处理的复合粉末经SPS烧结工艺制备得Al2O3/Cu复合材料进行挤压拉拔研究，结果表明：通过变形加工，复合材料的抗拉强度可以提高约70％，其中1.0wt％Al2O3/Cu经过该变形加工后致密度可达到99.4％，导电率89.8％IACS，抗拉强度493MPa。