TiN颗粒增强铜基复合材料的制备及性能研究.pdf

第28卷第5期 稀有金属 2004年10月 V01．28№．5 OFRAREMETALS CHINESEJOURNAL Oct．2004 TiN颗粒增强铜基复合材料的制备及性能研究 刘德宝“，崔春翔 (河北工业大学材料学院，天津300293) 磨损性能的影响，并与相同制备工艺所制备的纯铜及wc。，cu复合材料的性能作了比较。针对粉末冶金法制备的复合材料，对已有的电导率 理论计算模型进行了修正。结果表明：TiN。，cu复合材料的硬度、屈服强度、摩擦磨损性能明显优于纯铜，导电性能与相同体积分数的wc，， Cu复合材料相近，而摩擦磨损性能优于相同体积分数的wC。，Cu复合材料，TiN。，Cu是一种具有良好应用前景的新型功能材料。 关键词：TiN；铜基复合材料；制备与性能；导电模型 文献标识码：A 中图分类号：TGl35．6 文章编号：0258—7076(2004)05—0856一06 保持铜合金优良的导电、导热性能，提高铜合 粉末冶金法制备的复合材料，对已有的电导率计 金强度和耐磨性能的有效途径之一就是添加硬质 算模型进行了修正。 陶瓷颗粒[1]，普遍添加的陶瓷颗粒有氧化物 1 试验方法 A1203[2|、硼化物如TiB2㈨]，碳化物如Sic等[5|。氮 化物陶瓷颗粒TiN作为新型陶瓷材料，由于具有密 试验所用材料的物理性能如表1所示，将原料 度小、硬度大、导电性能好、抗磨损及抗氧化性能 分别按体积比5％，10％，15％，20％和30％配料， 好许多优异性能而引起人们的广泛关注，在陶瓷 按照图1的工艺过程进行试样制备。在M一200型 mm× 基复合材料中常用TiN作为增韧相和导电相来制 磨损试验机上进行磨损实验，对磨环为①50 备各种功能陶瓷，在聚合物基复合材料中也常利 10mm的45’钢，淬火后经回火处理，硬度为 用TiN作为导电填料制备复合型导电聚合物。在金 HRC50。施加载荷为50N，转速为200r·min～，每 属基复合材料中，TiN作为增强体使用主要集中在 5min测定一次摩擦力矩，磨损1h后测定试样的 铝基复合材料中，如崔春翔[6]利用气液反应法制备 质量损失和体积损失。 了TiN颗粒增强铝基复合材料。本文采用粉末冶金 2试验结果及分析 工艺制备了TiNp／cu系列复合材料，并对TiN。／cu 复合材料的力学性能、导电性能及摩擦磨损性能 2．1复合材料密度及力学性能 进行了研究，并与采用相同制备工艺条件所制备 的纯铜及wC。／Cu复合材料的性能作了比较，针对 的相对密度、硬度及屈服强度。随着TiN颗粒体积 表1实验所用材料物理机械性能[7．81 Tablel materials experi眦ntal 助ysi璐pmpeni船of …‘ ．… 熔点／ 线膨胀系数， 热导率， 硬度 电阻率， 弹性模量／ 材料 (g。 · ℃ (10一6K一1) (w·M～．K一1) (10—6Q·cm)GPa Cu 8．94 1083 16．5 398 35～45HB 1．7 115 TiN 5．2l 2950 9．35 29．1 9莫氏 21．7 350 wC 15．8 2993 5．1 121 9莫氏 19×10 669 收稿日期：2004一04—02；修订日期：2004一06一09 基金项目：国家自