高温机械合金化法制备Cu-Cr合金

论文摘要

Cu-Cr合金结合了Cr的高硬度、耐高温和Cu良好的导电、导热性,在制备触头材料、电阻焊电极、连铸机结晶器内衬、集成电路引线框架、电动工具的转向器、电工开关、耐磨材料、大型高速涡轮发电机转子导线、电车及电力火车架空导线等方面得到广泛应用。本文是在传统的机械合金化法的基础上,通过改善实验方法、改进实验设备来弥补传统方法的不足。本实验以共沉淀法制备前驱体,使粉体在机械合金化之前就均匀细小,合金化过程在高温球磨设备中进行,设备的磨球与磨罐完全由纯Cu制成,避免了由于磨损而引入杂质的现象,并将煅烧、还原与球磨同在磨罐中进行,有效的降低了还原温度,减少了杂质引入。将共沉淀法和溶胶—凝胶法进行比较,并通过控制溶液pH值、改变沉淀剂、滴定速度、陈化时间、煅烧温度等条件来制备前驱体,然后利用XRD、SEM、粒度分析等手段对产物进行表征,选择最佳制备路线。实验得出采用共沉淀法,以NH3·H2O为沉淀剂,4s/d的滴速加入到pH值为7-7.5的Cu（NO3）2·3H2O和Cr（NO3）3·9H2O混合液中经长时间陈化下在500～600℃进行煅烧所得前驱体最好。在振动高温球磨机中进行还原反应,通过改变还原剂、球磨温度、球磨时间、球料比等条件制备粉体,然后利用XRD和粒度分析等手段对产物进行表征,选择最佳制备工艺。实验得出采用振动高温球磨机使用活性碳作为还原剂,以15：1的球料比,在325℃下球磨3h所得的粉体检测数据最为优良。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 目录
• 第1章 绪论
• 1.1 Cu-Cr合金简介
• 1.1.1 Cu-Cr合金在触头材料中的应用
• 1.1.2 Cu-Cr合金的优点
• 1.1.3 影响Cu-Cr合金性能的因素
• 1.1.4 目前Cu-Cr合金存在的主要问题及改进方法
• 1.1.5 Cu-Cr合金的制备方法及其优缺点
• 1.2 合金成型与强化
• 1.2.1 烧结对Cu-Cr合金的性能的影响
• 1.2.2 合金的强化
• 1.3 课题选题意义与研究内容
• 1.3.1 课题选题意义
• 1.3.2 课题研究内容
• 第2章 实验及性能表征手段
• 2.1 引言
• 2.2 实验主要试剂和仪器
• 2.3 实验流程工艺
• 2.4 粉体性能表征
• 2.4.1 结构分析
• 2.4.2 形貌分析
• 2.4.3 粒度分析
• 2.4.4 热重—差热分析
• 第3章 化学沉淀法制备Cu-Cr合金前驱体及性能表征
• 3.1 实验目的
• 3.2 确定沉淀反应pH值
• 3.3 确定前驱体的分解温度
• 3.3.1 理论分解温度
• 3.3.2 实验分解温度
• 3.4 结果与讨论
• 3.4.1 沉淀剂的选择
• 3.4.2 溶胶—凝胶法与化学沉淀法的对比
• 3.4.3 滴加速度对粉体结构和性能的影响
• 3.4.4 陈化时间对粉体结构和性能的影响
• 3.4.5 煅烧温度对粉体结构和性能的影响
• 3.4.6 最佳条件下的粒度与粒径对比
• 3.5 本章小结
• 第4章 机械合金化法制备Cu-Cr合金材料及性能表征
• 4.1 机械力化学
• 4.1.1 机械力化学的发展
• 4.1.2 机械力化学过程
• 4.1.3 机械力化学效应
• 4.1.4 机械力化学研究现存问题与展望
• 4.2 影响高能球磨法的因素
• 4.2.1 球磨机类型
• 4.2.2 球磨时间
• 4.2.3 球料比
• 4.2.4 球磨温度
• 4.3 振动高能还原球磨制备合金
• 4.3.1 球磨机中前驱体分解温度的确定
• 4.3.2 振动高温球磨机与传统球磨机在机械合金化过程中的对比
• 4.3.3 还原剂对产物的影响
• 4.3.4 球磨温度对产物的影响
• 4.3.5 球磨时间对产物的影响
• 4.3.6 球料比对产物的影响
• 4.4 本章小结
• 第5章 结论
• 参考文献
• 致谢