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铜-铬机械合金化及石墨/(铜-铬)复合材料组织与性能研究的开题报告

一、研究背景

铜-铬合金是一种优良的高温合金材料，具有优异的机械性能、耐热性和耐腐蚀性能。在某些应用领域，如涡轮机叶片和燃气轮机等，铜-铬合金已经得到广泛应用。然而，铜-铬合金的热处理难度大，加工性能差，且易产生氧化损伤，制约了其应用。

机械合金化技术是一种通过机械能量输入使粉末材料快速均匀地混合，从而得到近原子级的微观均匀分散相的先进材料制备技术。利用机械合金化技术可以改善铜-铬合金的微观结构和性能，如提高硬度、提高弹性模量和抗氧化性能等。同时，通过添加一定量的石墨作为增强相，可以得到铜-铬/石墨复合材料，进一步提高材料的机械性能和耐热性能。因此，研究铜-铬合金的机械合金化及铜-铬/石墨复合材料的制备，对于探究这些先进材料的结构与性能具有重要意义。

二、研究内容

本研究将重点探究以下两个方面：

1.铜-铬合金的机械合金化工艺及微观组织与性能：通过对铜-铬粉末进行不同机械合金化处理，研究不同处理时间、转速和球料比等工艺参数对合金微观组织与性能的影响规律。

2.铜-铬/石墨复合材料的制备、表征及性能研究：在铜-铬基合金中加入适量的石墨粉末，采用机械合金化和热压烧结等工艺步骤制备铜-铬/石墨复合材料，并对其微观组织、力学性能和耐热性能等进行研究。

三、研究方法

1.铜-铬合金的机械合金化制备：选择旋转球磨机作为机械合金化装置，通过改变不同的球磨条件，包括规定的处理时间、球料比和球磨转速等，制备不同处理工艺参数下的铜-铬合金粉末。

2.晶体结构和微观组织表征：利用X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）和透射电镜（TEM）等手段对样品的晶体结构和微观组织进行表征。

3.机械性能测试：通过切削实验、压缩实验和硬度测试等方法对不同工艺参数下的铜-铬合金及铜-铬/石墨复合材料的机械性能进行测试。

4.耐热性能测试：采用热重分析（TGA）、差热分析（DSC）和高温氧化实验等手段，对样品的耐热性能进行测定。

四、研究意义

1.通过机械合金化技术制备铜-铬合金，探究不同工艺参数对合金微观组织与性能的影响规律，为合金在实际应用中的应变硬化和高温疲劳性能等方面提供理论依据。

2.制备铜-铬/石墨复合材料，并对其微观组织、力学性能和耐热性能等进行研究，为类似材料的研究提供一定的参考和借鉴，并进一步扩展了铜-铬合金材料的应用领域。

3.本研究可以为高温合金材料的制备与性能研究提供一定的参考和借鉴，有助于推动相关领域的技术进步和产业化发展。