W-Cu復合材料的設計、制備與性能

前言

　　汪峰濤博士學位論文研究工作是在吳玉程教授的指導下完成的，本論文基于研究的結果總結而成。此研究得到安徽省自然科學基金資助項目（070414180）、中科院合肥物質研究院合作項目（103-413361）以及合肥工業(yè)大學中青年創(chuàng)新群體基金（103-037016）等項目的資助，以高性能細晶W-Cu、W-Cu／A1N復合材料和W-Cu梯度功能材料的優(yōu)化設計、制備工藝和性能為研究內容，試圖進一步成熟和拓展機械合金化制備W-Cu復合材料的技術工藝，并結合計算機優(yōu)化設計，開發(fā)出新型W-Cu／A1N復合材料和W-Cu梯度功能材料，為今后高性能W-Cu復合材料在實際生產(chǎn)和應用領域中的拓展提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐?！　≡谡撐牡难芯窟^程中，得到合肥工業(yè)大學材料學院的黃新民、湯文明、王文芳、李云、鄭玉春、程娟文、劉岸平、舒霞、徐光青等老師，及本實驗室成員王德寶、陳勇、鄧景泉、王德廣、王涂根、任榕、宋林云、洪雨等在實驗和分析過程中給予的幫助，合肥工業(yè)大學化工學院的唐述培老師在XRD分析過程中給予的幫助，中科院固體物理研究所孔明光老師在樣品表面測試方面給予的幫助，在此一并向他們表示誠摯的謝意！　　由于作者水平有限，寫作中難免出現(xiàn)錯誤，敬請讀者批評指正。

內容概要

　　《W-Cu復合材料的設計、制備與性能》基于研究的結果總結而成。此研究得到安徽省自然科學基金資助項目（070414180）、中科院合肥物質研究院合作項目（103-413361）以及合肥工業(yè)大學中青年創(chuàng)新群體基金（103-037016）等項目的資助，以高性能細晶W-Cu、W-Cu／A1N復合材料和W-Cu梯度功能材料的優(yōu)化設計、制備工藝和性能為研究內容，試圖進一步成熟和拓展機械合金化制備W-Cu復合材料的技術工藝，并結合計算機優(yōu)化設計，開發(fā)出新型W-Cu／A1N復合材料和W-Cu梯度功能材料，為今后高性能W-Cu復合材料在實際生產(chǎn)和應用領域中的拓展提供理論依據(jù)和數(shù)據(jù)支撐。

作者簡介

　　汪峰濤，男。1981年出生。博士，畢業(yè)于合肥工業(yè)大學材料科學與工程學院材料學專業(yè)，現(xiàn)為中國人民解放軍第二炮兵某部軍官。主要研究方向：納米功能材料及金屬基復合材料的設計、制備和性能。參與完成了多項國家級、省級科研項目，發(fā)表學術論文10多篇。其中，被SCI、EI收錄6篇?！　怯癯蹋?，1962年出生，中國科學院理學博士。合肥工業(yè)大學副校長，材料學教授、博士研究生導師。主要研究方向：納米材料與功能復合材料；材料表面與涂層技術。擔任教育部金屬材料工程和；臺金工程教學指導委員會委員，中國儀表材料學會常務理事，中國顆粒學會超微顆粒委員會理事等。近年來指導博士后4人、博士研究生12人、碩士研究生20多人，先后主持了國家自然科學基金、國家留學回國人員啟動基金、教育部博士點基金、國家重點新產(chǎn)品研究計劃和安徽省重大科技攻關等20多項項目研究，獲得安徽省科技進步獎、中國機械工業(yè)科技進步獎和安徽省高?？萍吉劦龋@得授權發(fā)明專利1項，發(fā)表論文100多篇。其中，被SCI、EI收錄60多篇。

書籍目錄

第1章 概論1.1 納米結構W-Cu復合材料的發(fā)展和應用1.1.1 納米結構W-Cu復合材料的發(fā)展現(xiàn)狀第二十節(jié)1.1.2 W-Cu復合材料的應用第二十節(jié)1.1.2.1 微電子封裝材料第二十節(jié)1.1.2.2 高性能電觸頭、電極材料第二十節(jié)第二十節(jié)1.1.2.3 航天、軍工領域高溫用W-Cu復合材料1.2 功能梯度材料(FGM)發(fā)展和應用1.2.1 FGM的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.2 FGM的優(yōu)化設計1.2.3 W-Cu功能梯度材料的發(fā)展現(xiàn)狀1.2.3.1 熔滲法1.2.3.2 粉末冶金法1.2.3.3 等離子噴涂法1.2.4 W-Cu功能梯度材料的應用1.2.4.1 面對等離子部件用W-Cu功能梯度材料1.2.4.2 電子材料領域用W-Cu功能梯度材料1.3 W-Cu復合材料的制備方法1.3.1 傳統(tǒng)W-Cu復合材料的制備工藝1.3.1.1 熔滲燒結1.3.1.2 W-Cu混合粉的活化液相燒結1.3.1.3 鎢銅復合材料的注射成型技術1.3.2 細晶鎢銅復合材料的制備工藝1.3.2.1 溶膠-凝膠法1.3.2.2 噴霧干燥法1.3.2.3 機械-熱化學合成法1.3.2.4 機械合金化1.3.3 FGM的主要制備技術1.3.3.1 粉末冶金法1.3.3.2 等離子噴涂法1.3.3.3 氣相沉積法一第二十節(jié)1.3.3.4 自蔓延高溫燃燒合成法(SHS)參考文獻第2章 W-Cu納米晶粉體的機械合金化過程及熱穩(wěn)定性第二十節(jié)2.1 球磨粉體的相結構演變和微觀組織第二十節(jié)2.1.1 MA過程中W-Cu復合粉體的相組成2.1.2 MA過程中W-15Cu復合粉體的微觀組織和結構2.2 機械合金化合成W-Cu納米晶粉體的特性第二十節(jié)2.2.1 MA過程中W-15Cu復合粉體的表面形貌第二十節(jié)2.2.2 MA過程中W-15Cu復合粉體的粒度和比表面積2.2.3 MA過程中W-Cu復合粉體的成分分析2.3 MA過程中納米晶W(Cu)過飽和固溶體的形成機制2.4 機械合金化W-Cu復合粉體的熱穩(wěn)定性2.4.1 退火后W-15Cu復合粉體的XRD分析2.4.2 MA合成W-15Cu復合粉體的DSC分析2.4.3 退火后W-15Cu復合粉體的微觀組織和結構參考文獻第3章 納米結構W-Cu復合材料的致密化及性能表征3.1 納米晶W-Cu復合粉體的燒結致密化工藝3.1.1 成型壓力對粉末壓坯密度和燒結體致密度的影響3.1.2 燒結溫度和保溫時間對W-Cu復合材料致密度的影響3.1.3 機械金金化工藝對W-Cu復合材料致密度的影響3.1.4 熱壓燒結W-Cu復合材料的致密度3.2 W-Cu復合材料的顯微組織結構和成分分析3.2.1 燒結體表面的顯微組織結構3.2.2 燒結體的斷口形貌3.2.3 燒結體的成分分析3.3 納米晶W-Cu復合粉末的燒結致密化機理3.3.1 傳統(tǒng)的粉末冶金液相燒結機制3.3.2 機械合金化納米晶W-Cu復合粉末的燒結致密化機制3.4 W-Cu復合材料的力學和物理性能3.4.1 W-Cu復合材料的硬度3.4.2 W-Cu復合材料的抗彎強度3.4.3 W-Cu復合材料的導熱性能3.4.4 W-Cu復合材料的導電性能參考文獻第4章 W-Cu／AlN復合材料的制備及性能表征4.1 W-Cu／AlN復合材料制備工藝和參數(shù)4.1.1 實驗原料4.1.2 W-Cu／AlN復合材料的成分設計與制備4.1.2.1 成分設計4.1.2.2 實驗路線4.2 實驗結果與討論4.2.1 納米AlN顆粒對W-Cu復合材料密度的影響4.2.2 熱壓燒結W-Cu和W-Cu／AlN燒結體的XRD分析4.2.3 AlN對W-Cu復合材料的顯微組織的影響4.2.4 W-Cu／AlN復合材料的成分分析4.2.5 AlN對W-Cu復合材料的硬度的影響4.2.6 AlN對W-Cu復合材料抗彎強度的影響4.2.7 熱壓燒結W-Cu和W-Cu／AlN復合材料的抗彎斷口形貌4.2.8 復合材料的導熱性能第二十節(jié)第二十節(jié)4.2.9 復合材料的導電性能參考文獻第5章 W-Cu梯度功能材料的有限元優(yōu)化設計5.1 熱應力有限元模擬的理論知識第二十節(jié)5.1.1 熱應力理論基礎第二十節(jié)5.1.2 溫度場問題的微分方程與定解條件5.1.2.1 溫度場問題的微分方程第二十節(jié)5.1.2.2 溫度場問題的定解條件第二十節(jié)5.1.3 熱彈性問題的基本方程與求解第二十節(jié)5.1.3.1 熱彈性基本方程及邊界條件5.1.3.2 熱彈性基本方程的求解第二十節(jié)5.2 鎢銅功能梯度材料結構設計與優(yōu)化第二十節(jié)5.2.1 有限元分析幾何模型及邊界條件第二十節(jié)5.2.2 成分分布函數(shù)和物性參數(shù)模型第二十節(jié)5.2.2.1 FGM的成分分布函數(shù)……第6章 W-Cu梯度功能材料的制備及性能

章節(jié)摘錄

　　W-Cu復合材料是由高熔點、低熱膨脹系數(shù)的鎢和高電導率、熱導率的銅組成的復合材料，它綜合了兩者的優(yōu)點，具有高密度、高強度、高硬度和良好的延展性、好的導電性和導熱性、低熱膨脹系數(shù)等特點。20世紀30年代，倫敦鐳協(xié)會的Melennan和smithels最早進行了W基高密度合金的研制，由于它具有優(yōu)異的綜合性能，在國防工業(yè)、航空航天、電子信息和機械加工等領域得到了廣泛的應用，在國民經(jīng)濟中占有重要的地位，因此，鎢基合金一直受到世界各國的高度重視，已成為材料科學界較為活躍的研究領域之一。近年來，現(xiàn)代電子信息業(yè)和國防工業(yè)高尖端領域的快速發(fā)展使鎢合金及其復合材料在該領域的應用日益擴大。其中，W-Cu復合材料性能好，成本低，被認為是極具發(fā)展?jié)摿蛻们熬暗男滦凸δ懿牧?。例如，由于W-Cu復合材料具有高導熱和低熱膨脹系數(shù)等特點，使其在大功率器件中被視為一種很好的熱沉材料。但隨著現(xiàn)代科學技術的發(fā)展，微波半導體功率器件不斷小型化、高度集成、高功率的發(fā)展，而導致的高發(fā)熱率要求有更高的導熱、低膨脹和良好的散熱性能。為提高鎢銅合金的強度和氣密性，要求其具有接近完全致密的密度（相對密度大于98％）；為獲得特定的物理性能要求，嚴格控制該材料的成分和微結構形態(tài)；對復雜形狀部件的凈成型，特別是粉末注射成型技術的應用，則要求嚴格控制尺寸及變形等，這些都對W-Cu復合材料的性能提出了更高的要求。為了適應這些特殊應用的要求，W-Cu復合材料生產(chǎn)工藝的改進和制取新技術的發(fā)展被不斷推進。因此，近年來國內外對W-Cu復合材料，無論從材料本身、材料的制取工藝以及新應用等方面都進行了大量的研究工作，以使其適應各種新技術的要求。

圖書封面

評論、評分、閱讀與下載

---

    W-Cu復合材料的設計、制備與性能 PDF格式下載

---