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銅是人類應用早的金屬,具有高的導電性、導熱性及優(yōu)良的加工性能,但是純銅的室溫強度和高溫強度均較低,難以滿足實際需要。因此,如何在保持較高導電率的前提下,提高它的強度已成為銅基材料研究與開發(fā)的中心任務。彌散強化銅(DispersionStrengthenedCopper,簡稱DSC)合金較好地解決了這一難題。彌散強化作為一種獨特的強化方式,是在基體金屬中加入呈彌散分布的、熱穩(wěn)定性高的第二相顆粒,以阻礙位錯運動,從而達到強化基體的目的。并且彌散相的加入量只占基體很小的體積分數(shù),這樣也不會改變基體固有的物理性質。
彌散強化銅基復合材料的特點
(1)再結晶溫度高,組織穩(wěn)定。純金屬的再結晶溫度一般是金屬熔點的35%~40%。由于再結晶,金屬的組織和力學性能都發(fā)生變化,彌散強化材料的再結晶溫度高,甚至在金屬熔點附近的溫度下退火也不發(fā)生再結晶。
(2)屈服強度和抗拉強度高。一般變形材料的屈服強度是不太高的。屈服強度越接近極限抗拉強度,材料的剛性就越好,越不容易發(fā)生形變。彌散強化材料正具有這一優(yōu)點。
(3)硬度隨溫度下降得少,高溫蠕變性能好。硬度隨溫度下降得少是彌散強化材料一個很大的優(yōu)點,再結晶溫度高,高溫時硬度變化小以及蠕變速度低都說明彌散強化合金具有很好的熱穩(wěn)定性。
(4)高的電導率。彌散強化銅基復合材料具有高的熱導率和電導率,內氧化法制備的彌散強化銅的電導率均在80%IACS以上。
彌散強化銅基復合材料是在銅基體中加入或通過一定條件原位生成彌散分布、熱穩(wěn)定性極高的第二相顆粒,能釘扎位錯、晶界、亞晶界,從而阻礙位錯的運動,抑制再結晶,達到提高基體強度的目的。彌散強化銅合金具有高強度、高導熱性和導電性等優(yōu)良的力學性能和物理性能,廣泛應用于機械、電力、電子等領域,作為導電、導熱材料被廣泛應用于點焊電極、電動機電刷、電觸頭、大功率異步牽引電動機轉子、電子元器件引線框架、高脈沖磁場導體材料、核聚變系統(tǒng)中導熱部件等。
