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铜是人类应用早的金属,具有高的导电性、导热性及优良的加工性能,但是纯铜的室温强度和高温强度均较低,难以满足实际需要。因此,如何在保持较高导电率的前提下,提高它的强度已成为铜基材料研究与开发的中心任务。弥散强化铜(DispersionStrengthenedCopper,简称DSC)合金较好地解决了这一难题。弥散强化作为一种独特的强化方式,是在基体金属中加入呈弥散分布的、热稳定性高的第二相颗粒,以阻碍位错运动,从而达到强化基体的目的。并且弥散相的加入量只占基体很小的体积分数,这样也不会改变基体固有的物理性质。
弥散强化铜基复合材料的特点
(1)再结晶温度高,组织稳定。纯金属的再结晶温度一般是金属熔点的35%~40%。由于再结晶,金属的组织和力学性能都发生变化,弥散强化材料的再结晶温度高,甚至在金属熔点附近的温度下退火也不发生再结晶。
(2)屈服强度和抗拉强度高。一般变形材料的屈服强度是不太高的。屈服强度越接近极限抗拉强度,材料的刚性就越好,越不容易发生形变。弥散强化材料正具有这一优点。
(3)硬度随温度下降得少,高温蠕变性能好。硬度随温度下降得少是弥散强化材料一个很大的优点,再结晶温度高,高温时硬度变化小以及蠕变速度低都说明弥散强化合金具有很好的热稳定性。
(4)高的电导率。弥散强化铜基复合材料具有高的热导率和电导率,内氧化法制备的弥散强化铜的电导率均在80%IACS以上。
弥散强化铜基复合材料是在铜基体中加入或通过一定条件原位生成弥散分布、热稳定性极高的第二相颗粒,能钉扎位错、晶界、亚晶界,从而阻碍位错的运动,抑制再结晶,达到提高基体强度的目的。弥散强化铜合金具有高强度、高导热性和导电性等优良的力学性能和物理性能,广泛应用于机械、电力、电子等领域,作为导电、导热材料被广泛应用于点焊电极、电动机电刷、电触头、大功率异步牵引电动机转子、电子元器件引线框架、高脉冲磁场导体材料、核聚变系统中导热部件等。
