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高性能Cu-Cr(Zr、Mg)自生复合材料研究及其应用

论文提出一种新型高导电高强度Cu-Cr(Zr、Mg)自生复合材料,利用该材料,可在不改变传统生产工艺条件下连续生产出大截面、复杂形状的产品。该材料利用析出强化和层片状原位复合增强相来提高纵向强度,同时对导电性能影响很小,能以较低的成本满足强度及导电性要求。论文对自生复合材料的制备、成形过程进行了详细介绍和分析。通过扫描电镜和透射电镜对铸态、加工态、时效态等各种状态的微观组织结构进行系统观察;对第二相尤其是原位复合增强相的形貌特征、形成机理做了大量分析讨论。经过不同温度、不同时间的时效处理后,对自生复合材料的时效特性进行了探讨,总结出Cr颗粒在时效过程中的具体析出行为。通过再结晶对不同加工状态下自生复合材料的性能分析,归纳出冷变形、再结晶过程及时效析出的交互作用规律。同时,通过加入诸如Zr、Mg等添加元素,可以成功地避免限制传统Cu-Cr材料使用的热裂及高温软化等弊端,并讨论了这些元素对材料强度和导电性能的影响机制。为了获得不同强  (本文共168页) 本文目录 | 阅读全文>>

《硅酸盐学报》2014年06期
硅酸盐学报

Zr_(0.92)Mg_(0.08)O_(1.92)和Zr_(0.92)Y_(0.08)O_(1.96)固体电解质的制备及性能

固体电解质是一类在固态时具有与熔盐或强电解质水溶液同样数量级离子电导率的物质。ZrO2基的氧离子固体电解质由于在高温下具有高电导率、高强度和结构致密等特点,广泛应用于能源电池[1--3]、化学传感器[4--6]以及热力学研究中[7]。纯ZrO2在常温下为单斜相,在温度升高至大约1 170℃时转变为正方相,而在2 370℃时又转变为立方相[8]。伴随着相变的发生,体积的变化易导致材料开裂,通过掺杂与Zr4+半径相近的二价(Mg2+、Ca2+)或者三价(Y3+)阳离子的金属氧化物,不仅使高温下稳定的立方相在常温下得到保存,而且产生了一定的氧离子空位,增加离子电导率[9]。由于高温下离子电导率直接影响固体电解质的应用特性,对于ZrO2(Y2O3)和ZrO2(MgO)固体电解质电导率的研究一直受到广泛关注,原料纯度、制备工艺和测量方法不同,得到的离子电导率会有差异[10]。Badwal[11]、Strickler等[12]和Dixon等...  (本文共6页) 阅读全文>>

《金属热处理学报》1999年02期
金属热处理学报

Zr和 Mg对快速凝固Cu-Cr合金时效析出过程的影响

CuCr合金在要求高强度高导电的领域中得到了广泛使用,但该合金的耐高温性能较差。通常采用合金化的方法来改善其性能。最有效的加入元素为Zr和Mg,它们不仅可以改善合金的高温性能,也使合金的弥散强化效果增强,而且不降低合金的导电、导热性能[1]。采用快速凝固的方法制备Cu基合金,在合金晶粒细化的同时,可使合金元素在Cu中的固溶量增大[2~4]。经时效处理后,过饱和的合金元素从铜基体中大量弥散析出,产生极强的弥散强化效果。EBatawi[5]等发现Cu219Cr合金中加入018%Zr,可使峰值强度达700MPa。Cu244Cr合金中加入019%Mg可使峰值强度达670MPa。本文在Cu066Cr合金中同时加入Zr和Mg,采用单辊快速凝固的方法制备微晶薄带,探讨Zr和Mg对合金时效析出过程及其显微硬度的影响。1 材料及实验方法将配制好的Cu066Cr和Cu056Cr012Zr005Mg合金各20g分别放...  (本文共6页) 阅读全文>>

合肥工业大学
合肥工业大学

机械合金化Cu-Cr-(Zr)复合材料的制备及其组织性能的研究

铜具有高的导电性、导热性及优良的工艺性能,广泛应用于电子、电力等工业部门,但纯铜的力学性能尤其是高温强度不能满足使用要求,使其在实际应用中受到限制。为了能在不过多牺牲导电性的前提下改善铜的力学性能,人们曾经尝试过各种可能的途径。但是由于在高温下金属将发生再结晶、第二相粗大和溶解,因此象加工硬化、析出硬化等单一强化方法难以奏效。高强高导铜基复合材料是一类具有优良综合性能的新型功能材料,既具有优良的导电性,又具有高的强度和优越的高温性能。本文首先采用机械合金化方法制备了Cu-Cr-(Zr)复合粉体,然后通过冷压烧结方法制备了弥散强化、固溶强化兼有细晶强化高强高导铜基复合材料。研究了不同球磨时间、不同成分对复合粉体微观结构和烧结后材料性能的影响以及粉末成形和烧结工艺对材料性能的影响。并探讨了稀土含量对Cu-15%wtCr的机械合金化过程的作用。在此基础上阐述了机械合金化制备铜基复合材料的机理。采用X射线衍射分析(XRD)和扫描电镜(S...  (本文共73页) 本文目录 | 阅读全文>>

《北京钢铁学院学报》1987年01期
北京钢铁学院学报

Mg、Zr对GH_(33)A合金高温疲劳以及静、动态蠕变行为的影响

.吕沼山.J曰月lJ舌 航空发动机在飞机多次起飞一巡航一着陆的循环中,其重要热端部件的破坏以疲劳/蠕变交互作用破坏为主。研究材料的疲劳、蠕变,特别是在接近使用条件下的蠕变/疲劳交互作用,损伤规律对改进材料及构件的使用性能,延长发动机寿命,确保安全都是十分重要的。〔1,2,3〕 对含Mg、Zr与不含Mg、Zr两种GH33A合金的静、动态蠕变和高温旋转弯曲疲劳行为进行探讨,并分析缺口对旋转弯曲疲劳极限的影响,这对正确估价GH33A合金,为提高GH33A合金在高温使用条件下的综合性能以及为带缺口构件疲劳寿命的估算都具有重要意义。1试验用料和试验方法. 试验用料选自上海第五钢铁厂真空感应及真空自耗炉炼制的90mm方坯熔检料,其化学成分见表1。M、N分别表示含Mg、Zr与不含Mg、Zr的GH33A合金。两种合金的热处理制度为: 1080℃又sh/空冷+7500C Xi6li/空冷 高温旋转弯曲疲劳试验在P WC510WG型试验机上进行,采...  (本文共7页) 阅读全文>>

《重庆大学学报》2015年02期
重庆大学学报

Mg和Zr对FH40级船板钢连续冷却转变曲线的影响

FH40是一种高强度、高韧性船板钢,实现强度和韧性的良好匹配是其生产的难点,该钢种常用于制作船体及采油平台用钢等关键部位,不仅目前使用范围广,质量要求高,而且是对大线能量焊接需求最为迫切的钢种[1]。近年来,为了改善高强度级别船板钢大线能量焊接性能,国内外许多冶金材料学者尝试采用氧化物冶金技术来改善该类钢焊接热影响区(HAZ)的组织与性能[2-5]。其关键技术就是向钢中引入一些与氧亲和力极强的合金元素,形成大量细小、稳定夹杂物粒子,增加钢相变过程中的异质形核核心,细化钢的组织。金属Mg和Zr均是极强的脱氧元素,随着氧化物冶金技术研究不断深入,已有研究者开始关注二者在高强度低合金钢中的作用行为[6-11]。关于Mg、Zr单独或同时添加对低碳微合金钢不同冷却条件下连续冷却转变行为的研究仍较少。文中以FH40高强度高韧性船板钢为研究对象,在实验钢制备的基础上,系统研究了Mg和Zr合金元素对钢连续冷却转变曲线和显微组织特征的影响。研究旨...  (本文共6页) 阅读全文>>