熔渗法制备铜合金

论文摘要

铜及铜合金具有优异的导电性、导热性,又有良好的机械性能及抗氧化、耐腐蚀、抗蠕变、耐疲劳性能,应用广泛,但电子工业的发展对铜基导电材料的综合性能提出了更高的要求。本文用铜粉压块作为基体材料,采用熔渗的方法研究了固态铜与液态铝、锌、锡间反应扩散的规律及机理。比较了铝片包裹和铝粉包埋渗铝的效果,对比了真空、空气及氩气三种气氛下熔渗速度。渗锌和渗锡实验分别在不同温度下熔渗,以确定适宜的熔渗温度,然后在适宜的熔渗温度下进行不同时间的熔渗,得出了渗锌、渗锡样品渗层厚度、物相组成与熔渗温度及时间的关系。结果表明;1、在真空、空气和氩气气氛下采用铝片包裹熔渗法,熔渗的速度由快到慢依次为;真空、空气和氩气气氛。真空和空气气氛下采用铝片包裹熔渗法时,得到的铜铝合金随铜粉压块的致密度增大而偏向相图中的富Cu侧;在氩气气氛下,铝片包裹和铝粉包埋熔渗渗层厚度都随铜粉压块的致密度增大而减小。采用铝粉包埋法时,真空和空气气氛中得到的样品渗层非常不均匀,但在氩气气氛下能得到较均匀渗层。2、熔渗温度及时间都对试样的IMC层物相组成有影响,试样的IMC层随熔渗温度的升高而增厚,随保温时间的延长而增厚。渗锌试样IMC层界面平整,平面推进;渗锡试样IMC为柱状结构,朝锡基方向生长,铜颗粒脱离铜基进入锡液中,在锡基内生成大量IMC。3、熔渗速度随温度升高而加大,在某一特定温度Ts熔渗速度大大提高,空气中,渗锡的Ts在400℃至500℃之间,渗锌的Ts在600℃至700℃之间。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 铜合金及铜基复合材料的研究现状
• 1.1.1 高强高导铜合金的研究
• 1.1.2 耐热铜合金的研究
• 1.1.3 耐磨、耐蚀铜合金的研究
• 1.1.4 形状记忆铜合金的研究
• 1.1.5 铜基复合材料的研究
• 1.2 铜基材料强化处理的发展动态
• 1.2.1 固溶强化
• 1.2.2 形变强化
• 1.2.3 细晶强化
• 1.2.4 析出强化
• 1.2.5 复合强化
• 1.3 熔渗与反应扩散
• 1.3.1 熔渗的基本概念
• 1.3.2 反应扩散理论
• 1.4 本论文研究的依据和内容
• 第2章 实验原材料及方法
• 2.1 实验原材料
• 2.2 渗铝实验
• 2.3 渗锡实验
• 2.4 渗锌实验
• 2.5 显微组织结构及性能分析
• 2.5.1 金相观察
• 2.5.2 X射线衍射分析
• 2.5.3 显微硬度测试
• 第3章 实验结果
• 3.1 渗铝实验
• 3.1.1 纯铝片包裹铜粉压块熔渗
• 3.1.2 铝粉包埋铜粉压块熔渗
• 3.2 渗锡实验
• 3.2.1 组织形态
• 3.2.2 物相构成
• 3.2.3 显微硬度
• 3.3 渗锌实验
• 3.3.1 组织形态
• 3.3.2 物相构成
• 3.3.3 显微硬度
• 第4章 分析与讨论
• 4.1 不同气氛对熔渗效果的影响
• 4.2 铜基体不同致密度对熔渗效果的影响
• 4.3 不同实验温度对熔渗的影响
• 4.4 不同保温时间对熔渗的影响
• 4.4.1 渗锡实验
• 4.4.2 渗锌实验
• 4.5 不同合金元素对渗层的影响
• 第5章 结论
• 致谢
• 参考文献
• 攻读学位期间的研究成果