机械合金化制备Mo／Cu合金结构材料研究

用机械合金化的方法制备了一种Mo／Cu复合材料,研究了其机械性能的影响因素。结果表明：Cu含量达到15%以后球磨的固溶效果将不明显。烧结温度在达到1200℃时致密度达到最高,而此温度下Cu含量超过10%过饱和固溶体为不稳定态,会导致部分Cu元素游离出来。铜含量越高致密度也越高,但会使材料的机械性能下降。

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机械合金化制备 Mo C/ u合金结构材料研究李晓伟，白培康，刘斌，胡保全(中北大学材料科学与工程学院，山西太原 0 0 5 ) 3 0 1

摘要：用机械合金化的方法制备了一种 Mo Cu复合材料，究了其机械性能的影响因素。结果表/研明： u含量达到 1%以后球磨的固溶效果将不明显。烧结温度在达到 l2 0℃时致密度达到最高， C 5 0而此温度下 C u含量超过 l过饱和固溶体为不稳定态，导致部分 C O会 u元素游离出来。铜含量越高致密度也越高，会使材料的机械性能下降。但关键词：械合金化； o Cu;结；械性能机 M/烧机

中图分类号： 2 .; 2 . TF l 3 7 TF 1 4 5

文献标志码：A

随着现代航天及军工技术的发展，材料的综对合性能的要求也越来越高，主要体现在： )较高的 1抗拉强度， )优异的耐高温性能及卓越的导热性 2能， )精确的材料制品的尺寸以及可控的尺寸变形 3

1试验材料及工艺试验所用材料为粒径 2 m,度大于 9 . 纯 99

的钼粉和 2 0目纯度大于 9 .的电解铜粉，别 0 99分以铜的质量分数为 3、、 0、 5的比例在行 6 1 1 A 0星式高能球磨机不锈钢球磨罐中球磨 5 0 h转~5,速为 2 0rmi, 0/ n球料比为 l l 5:。将球磨时问为 2 5 h的复合粉末在油压机上冷等静压压制成型，后然在氢气气氛烧结炉中进行烧结，最后进行硬度试验。

等等。Mo C/ u合金具有优良的导热导电性能、可设计的膨胀系数，且重量较 w/ u轻、磁性，易而 C无容进行加工，着显著的耐高温能力，些特性使得有这 Mo C/ u合金将有着越来越广阔的使用前景。 然而由于 Mo C、 u之间互不相溶而且润湿性极差，应用传统的加工方法， Mo与 C u之问一般不形成固溶体，不形成金属间化合物，也因此钼铜材料组织上是由 2种互不相溶的金属相形成的假合金，而且在常规熔渗、液相烧结条件下其致密化过程进行比较困难，即使在实际

中可以通过提高压制压力和烧结温度来提高致密度，是工艺难度大，但而且致密度也难以有质的飞跃，因而并不可取。机械合金化 ( c a i l lyn,称 MA)一种常温下进 - h nc o ig简 Me a Al是行的非平衡固态反应技术，过高能球磨使粉末经通受反复的变形、焊、碎，而达到元素问原子水冷破从平合金化的复杂物理化学过程。MA属强制反应， 从外界加入高能量的应变、陷以及纳米级的微结缺构，得合金过程的热力学和动力学不同于普通的使固态反应，以合成常规法难以合成的新合金，多可许固态下溶解度较小，至在液态下几乎不互溶的体甚系，过 MA法可形成固溶体。目前采用 MA方法通加工 Mo C/ u材料，内主要有中南大学、京科技国北

2结果与分析2 1铜含量对球磨复合粉末的影响 .

复合粉末球磨前后的型貌如图 l所示。图 l a为混粉 5mi的电子扫描外部型貌，图中可以看 n从

出，球磨的初始阶段，粒比较圆润，颗粒的在颗小Mo末均匀地附着在大颗粒的 C粉 u上，发现明显未

的形变。图 l b为球磨 5 0h的 S M照片， E可以看到机械合金化的粉末完全变形，形成层片状，在大的层片上也附有许多细小的微粒，至有的已达到纳米甚级，面球磨有相当的效果。表

大学以及南昌航空工业学院等高校，所研究内容但都限于高热传导率和低热膨胀系数的电子封装材料，其含 C u质量分数约为 3左右。由于 Mo C o/ 9 6/u材料的不互溶性以及通过 MA得到的固溶体为亚稳态，得 Mo C使/ u材料作为结构材料的研究还比较少见。

图 1复合粉末球磨前后 S EM照片

图 2为不同组分的复合粉末在不同时刻的 X

衍射曲线。可见，着球磨时问的增加，随 Mo的衍射特征峰均逐渐宽化，射强度下降，衍而铜的特征峰随球磨时间也逐渐变宽、矮化直至消失，这是因为金属粉末颗粒被硬质合金球捕获，复挤压变形破碎，反露

《新技术新工艺》 加工工艺技术与材料研究 2 0热 0 8年第 5期

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