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摘要：弥散铜-WC复合材料是一种铜基颗粒增强材料，具有良好的导电性、导热性、高温硬度好、高温强度高等性能，在电接触材料、电阻焊电极、IC引线框架等方面有广阔的运用前景。目前，关于同时引入Al_2O_3和WC两种增强颗粒作为增强相的制备工艺和性能等探讨报道较少。本论文采取真空热压烧结-内氧化工艺成功制备了Al_2O_3/Cu、 Al_2O_3/Cu-10vol%WC和Al_2O_3/Cu-20vol%WC三种复合材料。探讨了上面陈述的复合材料的导电率、显微硬度和显微组织，考察了WC含量对弥散铜-WC复合材料组织和性能的影响；采取热模拟试验机探讨了复合材料等温压缩热变形行为，在此基础上建立了复合材料的本构方程，并利用动态材料模型构建复合材料热加工图；在载流销-盘式摩擦磨损试验机上进行了载流摩擦磨损试验，并利用扫描电镜（SEM）和能谱仪（EDS）分别对销试样磨擦表面及摩擦表面纵切面形貌和微区化学成分进行了浅析，以探讨电流和载荷对摩擦学性能的影响及磨损机理。结果表明：1）三种烧结态复合材料的相对密度高达95%以上，其导电率分别为：49.1%IACS、47.8%IACS和41.3%IACS，其导电率随着WC含量的增加而下降；显微硬度分别为：139HV、154HV和189HV，其显微硬度随着WC含量的增加而升高。2）根据三种复合材料的高温变形时的应力-应变曲线，可知其软化机制以动态回复和动态再结晶为主，采取包含应力σ双曲正弦形式描述了其热激活行为，求出其热激活能，建立了相应的本构方程。根据材料动态模型，计算并建立了复合材料的热加工图，据此确定了热变形的流变失稳区及热变形历程的最佳工艺参数。3）三种复合材料在载荷一定的情况下磨损率和摩擦系数都随着电流强度的增大而增大；电流强度一定时，磨损率和摩擦系数随着载荷的增大而增大；在电流和载荷一定时，复合材料的磨损率和摩擦系数随着WC含量的增加而减小；在载流的情况下，在摩擦热、接触电阻热和电弧热的共同作用下，基体出现了部分的熔化或气化，使WC颗粒裸露在外边；在载流的条件下销试样的磨损形式主要是粘着磨损、磨粒磨损和电弧侵蚀。关键词：复合材料论文热变形行为论文加工图论文摩擦磨损论文
摘要2-4
ABSTRACT4-8
第1章 绪论8-14
1.1 选题背景及作用8
1.2 电触头材料的性能要求8-10
1.3 触头材料的分类及探讨进展10-12
1.3.1 铜基触头材料10-11
1.3.2 银基触头材料11-12
1.4 Al_2O_3弥散强化铜基复合材料的性能12-13
1.5 课题探讨来源、作用及主要探讨内容13-14
第2章 试验材料与策略14-19
2.1 试验材料14
2.2 试验策略14-18
2.3 性能测试和组织浅析18-19
第3章 真空热压烧结工艺与组织性能浅析19-26
3.1 真空热压烧结工艺探讨19-20
3.2 内氧化工艺20-21
3.3 实验结果浅析21-25
3.3.1 显微组织21-24
3.3.2 复合材料的综合性能24-25
3.4 本章小结25-26
第4章 弥散铜-WC 复合材料的热变形行为探讨26-43
4.1 引言26
4.2 流变应力-应变曲线26-29
4.3 热变形参数对流变应力的影响29
4.3.1 变形温度对流变应力的影响29
4.3.2 变形速率对流变应力的影响29
4.4 热变形激活能29-34
4.5 复合材料的热加工图的构建与浅析34-41
4.5.1 热加工模型34-35
4.5.2 基于动态模型的热加工图35-37
4.5.3 热加工图热变形参数的 m、η和ξ (ε &) 的求解37-38
4.5.4 热加工图的构建与浅析38-41
4.6 本章小结41-43
第5章 弥散铜-WC 复合材料载流磨损性能的探讨43-51
5.1 不同载荷下电流对磨损率和摩擦系数的影响43-45
5.2 磨损表面形貌及磨损机理浅析45-50
5.3 本章小结50-51
第6章 结论51-52