闕吳梅１,黃友庭１,２,陳文哲１,３

(１．福州大學材料科學與工程學院,福州 ３５０１１６;２．福建工程學院材料科學與工程學院,福州 ３５０１１８;

３．廈門理工學院,廈門 ３６１０２４)

摘 要:通過熔(rong)滲(shen)燒結法制備(bei) CuW８０合金,然后在１２５０ ℃下滲(shen)碳４h制備(bei)梯度結構銅鎢基碳化(hua)物(wu)復(fu)合材(cai)(cai)(cai)料(liao);利用(yong)材(cai)(cai)(cai)料(liao)試驗機對(dui)滲(shen)碳前后合金進行了不同溫(wen)度下的(de)(de)壓(ya)縮試驗,采用(yong)掃描電鏡對(dui)其(qi)組織及(ji)壓(ya)縮斷(duan)(duan)口進行了觀察(cha),研(yan)究了溫(wen)度對(dui)復(fu)合材(cai)(cai)(cai)料(liao)壓(ya)縮性(xing)能的(de)(de)影(ying)響規律(lv),并分析(xi)其(qi)失效機理.結果表(biao)明:復(fu)合材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)表(biao)面(mian)形(xing)成了約７０μm 厚的(de)(de)滲(shen)碳層,表(biao)面(mian)硬(ying)度較 CuW８０合金的(de)(de)提高(gao)了約９５．１％;復(fu)合材(cai)(cai)(cai)料(liao)在室溫(wen)壓(ya)縮過程中存在明顯的(de)(de)加(jia)工硬(ying)化(hua)現象(xiang),隨(sui)(sui)(sui)溫(wen)度升(sheng)高(gao),加(jia)工硬(ying)化(hua)作用(yong)逐漸減弱;抗(kang)壓(ya)強(qiang)度和壓(ya)縮率隨(sui)(sui)(sui)溫(wen)度升(sheng)高(gao)而降(jiang)低,復(fu)合材(cai)(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)壓(ya)縮性(xing)能均優于CuW８０合金的(de)(de);隨(sui)(sui)(sui)溫(wen)度升(sheng)高(gao),復(fu)合材(cai)(cai)(cai)料(liao)斷(duan)(duan)口形(xing)貌由以(yi)(yi)韌(ren)窩為主(zhu)(zhu)逐漸變成以(yi)(yi)塑(su)性(xing)孔(kong)洞為主(zhu)(zhu),壓(ya)縮斷(duan)(duan)裂方式(shi)是(shi)韌(ren)脆混合斷(duan)(duan)裂.

關(guan)鍵詞:梯度結(jie)構;銅鎢基碳化物(wu)復合材料;滲碳;高溫壓縮

中圖(tu)分類(lei)號:TG１１３．２ 文獻(xian)標(biao)志(zhi)碼:A 文章編號:１０００Ｇ３７３８(２０１７)０７Ｇ００５４Ｇ０６

PreparationandHighTemperatureCompressionPropertyofGradientStructure

CopperＧTungstenBasedCarbideComposite

QUE Wumei１,HUANGYouting

１,２,CHEN Wenzhe１,３

(１．CollegeofMaterialsScienceandEngineering,FuzhouUniversity,Fuzhou３５０１１６,China;

２．SchoolofMaterialsScienceandEngineering,FujianUniversityofTechnology,Fuzhou３５０１１８,China;

３．XiamenUniversityofTechnology,Xiamen３６１０２４,China)

Abstract:CuW８０alloywaspreparedbyinfiltrationsintering method,thenthegradientstructurecopperＧ

tungstenbasedcarbidecompositewasobtainedbycarburizingprocessfor４hat１２５０℃．Thecompressiontestsforalloysbeforeandaftercarburizing werecarriedoutonuniversaltesting machineatdifferenttemperatures,andmicrostructureandcompressionfracturewereobservedbyscanningelectronmicroscope．Effectoftemperatureon

compressionperformanceforcompositewasresearched,andthefailuremechanism wasanalyzed．Theresultsshowthatacarburizationlayerwith７0μmthicknesswasformedonthesurfaceofcompositeandsurfacehardnesswas

improvedby９５．１％ compared withthatofCuW８０alloy．There wasasignificantworkhardeningprocessforcompositeduring room temperature compressionprocess,butthe hardening effect gradually weakened as

temperatureincreased．Thecompressivestrengthandcompressionratiodeclinedastemperatureincreased．ThecompressionpropertyofcompositewasbetterthanthatofCuW８０alloy．Fracturemorphologyofcompositemainly

includeddimplesandthenmostlyplasticholesastemperatureincreased,andcompressionfracturefailuremodewasbrittlefracturemixedwithductilefracture．

Keywords:gradientstructure;coppertungstenbasedcarbidecomposite;carburization;hightemperaturecompression

０ 引 言

    銅鎢(wu)(wu)合金是由(you)銅和(he)鎢(wu)(wu)經過(guo)熔滲燒結法(fa)而制備(bei)出的(de)一種(zhong)假合金,因其同時具備(bei)鎢(wu)(wu)的(de)高(gao)(gao)熔點(dian)、高(gao)(gao)密度、高(gao)(gao)硬度、高(gao)(gao)的(de)高(gao)(gao)溫強(qiang)度、低熱(re)膨(peng)脹(zhang)系數和(he)銅的(de)高(gao)(gao)導(dao)電性、高(gao)(gao)導(dao)熱(re)性及良好塑性等特點(dian),主要應用在真空(kong)開關電器、電加工電極、電子封裝及熱(re)沉和(he)高(gao)(gao)溫材料等領域[１Ｇ４].

    在型(xing)鋼軋制過程中,安裝在軋輥孔型(xing)前(qian)后幫助軋件按(an)既定(ding)的(de)(de)(de)(de)方向和(he)(he)狀態準確地、穩(wen)定(ding)地進(jin)入和(he)(he)導出軋輥孔型(xing)的(de)(de)(de)(de)裝置(zhi)稱為(wei)導衛(wei)(wei).傳統的(de)(de)(de)(de)導衛(wei)(wei)材(cai)料(liao)主要有灰口鑄(zhu)鐵、白口鑄(zhu)鐵和(he)(he)球墨鑄(zhu)鐵,但是這些材(cai)料(liao)都不(bu)耐磨損且容易斷裂,使(shi)用壽命(ming)通常(chang)僅幾(ji)個小時,直(zhi)接影響(xiang)到(dao)生產效(xiao)率(lv).最近的(de)(de)(de)(de)研(yan)究表(biao)明,將銅(tong)鎢(wu)(wu)合(he)(he)金作(zuo)為(wei)導衛(wei)(wei)材(cai)料(liao),具有摩(mo)擦(ca)因數低、不(bu)炸裂、耐磨損等(deng)優點,可以(yi) 解 決 目 前(qian) 傳 統 導 衛(wei)(wei) 材(cai) 料(liao) 存 在 的(de)(de)(de)(de) 許 多 問(wen)題[５].汪合(he)(he)朋[６]的(de)(de)(de)(de)研(yan)究表(biao)明,銅(tong)鎢(wu)(wu)合(he)(he)金導衛(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)使(shi)用壽命(ming)遠高(gao)(gao)于傳統材(cai)料(liao)導衛(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de),甚至(zhi)可以(yi)比 YG１５硬(ying)質合(he)(he)金導衛(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)三(san)倍(bei)以(yi)上.基(ji)于導衛(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)工作(zuo)環境考慮,銅(tong)鎢(wu)(wu)合(he)(he)金導衛(wei)(wei)表(biao)面(mian)在高(gao)(gao)溫(wen)和(he)(he)壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)(de)共(gong)同(tong)作(zuo)用下(xia),不(bu)可避免地存在黏鋼現象,從(cong)而降低其(qi)使(shi)用壽命(ming).黃友庭[７]提出,滲碳(tan)后形成的(de)(de)(de)(de)梯(ti)度結(jie)構(gou)銅(tong)鎢(wu)(wu)基(ji)碳(tan)化物(wu)復合(he)(he)材(cai)料(liao)具有高(gao)(gao)的(de)(de)(de)(de)硬(ying)度和(he)(he)良好的(de)(de)(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)摩(mo)擦(ca)磨損特性.因此,為(wei)減少銅(tong)鎢(wu)(wu)合(he)(he)金導衛(wei)(wei)的(de)(de)(de)(de)黏鋼現象和(he)(he)提高(gao)(gao)其(qi)表(biao)面(mian)性能,作(zuo)者采用此方法制備了(le)梯(ti)度結(jie)構(gou)銅(tong)鎢(wu)(wu)基(ji)碳(tan)化物(wu)復合(he)(he)材(cai)料(liao),然(ran)后進(jin)行(xing)了(le)不(bu)同(tong)溫(wen)度下(xia)的(de)(de)(de)(de)壓(ya)縮試驗,利(li)用掃描電子顯微鏡觀(guan)察組織及(ji)斷口形貌,并結(jie)合(he)(he)能譜(pu)儀對(dui)微區成分進(jin)行(xing)分析,研(yan)究了(le)溫(wen)度對(dui)滲碳(tan)后形成的(de)(de)(de)(de)梯(ti)度結(jie)構(gou)銅(tong)鎢(wu)(wu)基(ji)碳(tan)化物(wu)復合(he)(he)材(cai)料(liao)壓(ya)縮性能的(de)(de)(de)(de)影響(xiang)規律,并分析其(qi)失效(xiao)機理.

１ 試樣制備(bei)與試驗方(fang)法

１．１ 試樣制備(bei)

    采用熔(rong) 滲 燒(shao) 結 法 制(zhi) 備(bei) CuW８０ 合 金.將 粒 徑(jing)５．６~８μm、純(chun)度９９．９８％的鎢粉在(zai)氫氣環境(jing)下進(jin)(jin)行還(huan)(huan)原(yuan)處(chu)(chu)理,溫(wen)(wen)度(８６０±１０)℃,保溫(wen)(wen)１h;同時將粒徑(jing)０．０７４μm、純(chun)度９９．８％的電(dian)解銅粉也在(zai)氫氣環境(jing)下進(jin)(jin)行還(huan)(huan)原(yuan)處(chu)(chu)理,溫(wen)(wen)度(３００±１０)℃,保溫(wen)(wen)１h;把還(huan)(huan)原(yuan)后的鎢粉和銅粉按質量(liang)比(bi)８∶２均勻混合,然后加(jia)入１％(質量(liang)分數)鈷粉作(zuo)為活化劑,混合均勻后烘干(gan);配料(liao)完成 后,用 ５０t四 柱 壓(ya) 力 機 進(jin)(jin) 行 壓(ya) 制(zhi) 成 型,CuW８０合金壓(ya)坯尺寸為２０ mm×１５ mm×８ mm和(he)?９mm×２２mm.采用高溫(wen)滲碳(tan)方(fang)法制備具有梯度結構的銅鎢(wu)基(ji)碳(tan)化(hua)物(wu)復合材料.將(jiang)制得的 CuW８０合金壓坯用汽

油(you)洗凈(jing)除去表面(mian)污(wu)物,酒精沖洗后(hou)(hou)(hou)晾干,裝(zhuang)入(ru)石(shi)墨舟內,填滿石(shi)墨粉,輕(qing)輕(qing)壓實(shi)后(hou)(hou)(hou),裝(zhuang)入(ru)專門的燒結碳(tan)化爐中,在１２５０ ℃下滲碳(tan)４h,然后(hou)(hou)(hou)隨爐冷(leng)卻至低于１００ ℃后(hou)(hou)(hou)出爐.

１．２ 試驗方法

    將 CuW８０合(he)金(jin)與滲(shen)碳后(hou)形成的(de)梯度結構銅鎢基碳化物復合(he)材料試樣經表(biao)面拋光處(chu)理(li)后(hou),用氯化鐵鹽酸溶液(FeCl３、HCl、去(qu)離子(zi)水(shui)的(de)體積比(bi)為１∶２∶２０)腐蝕(shi)５~１０s,用清水(shui)洗凈,再用酒精(jing)清洗并吹干.采用SＧ３４００N 型掃描電子(zi)顯微(wei)鏡(SEM)對試樣進(jin)(jin)行組織及(ji)斷口形貌(mao)觀察,并用其附帶的(de)能譜儀進(jin)(jin)行微(wei)區成分分析(xi).

    采(cai)用(yong) D/maxＧUltimaⅢ型(xing)(xing) X 射(she)線衍射(she)儀(XRD)對 CuW８０合金與滲碳(tan)后形成的梯度(du)結(jie)構銅(tong)鎢基碳(tan)化(hua)物復合材料(liao)進(jin)行物相分析,工作電(dian)壓為(wei)(wei)(wei)４０kV,電(dian)流為(wei)(wei)(wei)２０ mA,衍射(she)靶材為(wei)(wei)(wei) Cu靶,掃描角度(du)范圍為(wei)(wei)(wei)２０°~１００°,掃描速(su)率為(wei)(wei)(wei)４ (°)??min－１,步長為(wei)(wei)(wei)０．０１°.通過Jade６．０軟件定(ding)量分析物相組成變化(hua).采(cai)用(yong) HXＧ１０００型(xing)(xing)顯微維氏硬(ying)度(du)計進(jin)行硬(ying)度(du)測試,載(zai)荷為(wei)(wei)(wei)４．９N,保載(zai)時間為(wei)(wei)(wei)１０s,壓頭為(wei)(wei)(wei)正四棱錐金剛石.各選取三個(ge)(ge)試樣,每個(ge)(ge)試樣表面(mian)測 １０ 個(ge)(ge)點,取平均值作為(wei)(wei)(wei)其維氏硬(ying)度(du)值.

    在(zai)InstronＧ１１８５型萬(wan)能材料試驗(yan)機進行(xing)高(gao)溫壓(ya)(ya)縮(suo)試 驗(yan),試 樣(yang) 尺 寸(cun) 為 ?８．５ mm ×２０ mm,采 用(yong)InstronSF３７５D 型高(gao)溫爐(最高(gao)溫度(du) １０００ ℃)加熱,壓(ya)(ya)縮(suo)速度(du)為 １ mm??min－１,壓(ya)(ya)縮(suo)溫度(du)分別設(she)置為:室溫(２５ ℃),２００,４００,６００ ℃;加熱到各(ge)個(ge)溫度(du)時均保溫５min后進行(xing)壓(ya)(ya)縮(suo)試驗(yan).

２ 試驗結果與討論(lun)

２．１ 顯微組織

    圖１中較(jiao)亮(liang)區(qu)域為(wei)鎢(wu),較(jiao)暗區(qu)域為(wei)銅,可以看出,CuW８０合金與梯度(du)結(jie)構銅鎢(wu)基碳化物復合材(cai)料中的鎢(wu)顆(ke)粒(li)直徑大(da)小不一,在０．５~８μm 之間(jian),但總體分(fen)布(bu)均(jun)勻,銅均(jun)勻包覆(fu)在鎢(wu)顆(ke)粒(li)的周圍,材(cai)料表面

并(bing)未出現孔洞(dong)和裂紋.由圖２可知(zhi),復合材(cai)料表(biao)(biao)面(mian)存在鎢(wu)、銅(tong)、碳(tan)三(san)種元(yuan)素,銅(tong)鑲嵌在鎢(wu)骨架內,與鎢(wu)結(jie)合良好(hao),碳(tan)則彌(mi)散分布于材(cai)料的(de)表(biao)(biao)面(mian),材(cai)料表(biao)(biao)面(mian)成分分布均勻(yun).由圖３可知(zhi),梯度結(jie)構(gou)銅(tong)鎢(wu)基碳(tan)化物(wu)復合材(cai)料滲(shen)碳(tan)層的(de)厚度約(yue)為(wei)７０μm,這表(biao)(biao)明碳(tan)已成功滲(shen)入(ru)到 CuW８０ 合金(jin)的(de)表(biao)(biao)面(mian).由 圖４可知(zhi),合金(jin)滲(shen)碳(tan)層中含有 WC、Cu、W２C和 W 等４個物(wu)相.經分析(xi)可得,滲 碳 層 中(zhong) 各 物 相 含 量(liang) (質 量(liang) 分(fen) 數)分(fen) 別 為(wei)６１．８％WC,２２．７％Cu,１０．１％W２C,５．４％W,其中(zhong)WC

    含量最高(gao),W 含量最低,這說明(ming)在滲(shen)碳(tan)(tan)過(guo)程中(zhong),碳(tan)(tan)極易(yi)與鎢發生化學反(fan)應形成(cheng)(cheng)高(gao)硬(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de) WC.雖然 WC的(de)(de)形態及分布還有待進一(yi)步研究(jiu),但(dan)是以(yi)上(shang)結果均表明(ming),滲(shen)碳(tan)(tan)處理可以(yi)在 CuW８０合金(jin)中(zhong)形成(cheng)(cheng)了(le)一(yi)定(ding)厚度(du)(du)的(de)(de)滲(shen)碳(tan)(tan)層,并(bing)生成(cheng)(cheng)了(le)高(gao)硬(ying)(ying)度(du)(du)的(de)(de)碳(tan)(tan)化物 WC.由表１可知,CuW８０合金(jin)的(de)(de)維氏硬(ying)(ying)度(du)(du)平(ping)均值為(wei)２４３．０５HV,而梯度(du)(du)結構銅鎢基(ji)碳(tan)(tan)化物復合材(cai)料的(de)(de)維氏硬(ying)(ying)度(du)(du)平(ping)均值為(wei)４７４．１５HV.因此,經過(guo)滲(shen)碳(tan)(tan)處理后,滲(shen)碳(tan)(tan)層中(zhong)生成(cheng)(cheng)的(de)(de) WC使合金(jin)表面硬(ying)(ying)度(du)(du)顯著提(ti)(ti)高(gao),較滲(shen)碳(tan)(tan)前的(de)(de)提(ti)(ti)高(gao)了(le)約(yue)９５．１％.

２．２ 壓縮性(xing)能

    由(you)圖５(a)可知(zhi):在(zai)(zai)相(xiang)同的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)速(su)(su)率和應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)量下,梯(ti)度(du)(du)(du)結構(gou)銅鎢(wu)基碳(tan)化(hua)物復合材(cai)料(liao)的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力隨(sui)壓縮(suo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)升高(gao)而逐漸降(jiang)低(di).在(zai)(zai)彈(dan)性變(bian)(bian)形階(jie)(jie)段(duan),隨(sui)壓縮(suo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)升高(gao),應(ying)(ying)(ying)力上(shang)升速(su)(su)度(du)(du)(du)變(bian)(bian)慢(man).當(dang)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)大(da)于４％時(shi)(shi)(shi),材(cai)料(liao)開(kai)始進(jin)入加(jia)工(gong)硬(ying)(ying)化(hua)階(jie)(jie)段(duan),室溫(wen)(wen)(wen)下材(cai)料(liao)的(de)(de)加(jia)工(gong)硬(ying)(ying)化(hua)現象非常明顯,占據整個(ge)壓縮(suo)過程的(de)(de)９０％,該階(jie)(jie)段(duan)應(ying)(ying)(ying)力增(zeng)(zeng)加(jia)了約(yue)８００MPa,當(dang)應(ying)(ying)(ying)力達到最大(da)值時(shi)(shi)(shi),材(cai)料(liao)發(fa)(fa)生斷裂(lie).隨(sui)壓縮(suo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)升高(gao),材(cai)料(liao)的(de)(de)加(jia)工(gong)硬(ying)(ying)化(hua)作用減(jian)弱.壓縮(suo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)為２００ ℃時(shi)(shi)(shi),在(zai)(zai)進(jin)入加(jia)工(gong)硬(ying)(ying)化(hua)階(jie)(jie)段(duan)后,應(ying)(ying)(ying)力隨(sui)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)的(de)(de)增(zeng)(zeng)大(da)而緩(huan)(huan)慢(man)增(zeng)(zeng)加(jia),當(dang)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)約(yue)為２８％時(shi)(shi)(shi),應(ying)(ying)(ying)力達到最大(da)值(６２７．１８MPa),隨(sui)后緩(huan)(huan)慢(man)降(jiang)低(di)至(zhi)某一(yi)值并保持一(yi)段(duan)時(shi)(shi)(shi)間(jian)后發(fa)(fa)生斷裂(lie).壓縮(suo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)為４００℃時(shi)(shi)(shi),應(ying)(ying)(ying)力Ｇ應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)曲線的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)趨勢(shi)與(yu)２００ ℃時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)一(yi)致(zhi),但是應(ying)(ying)(ying)力隨(sui)應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)幅度(du)(du)(du)較小(xiao).當(dang)壓縮(suo)溫(wen)(wen)(wen)度(du)(du)(du)為６００℃時(shi)(shi)(shi),應(ying)(ying)(ying)力在(zai)(zai)加(jia)工(gong)硬(ying)(ying)化(hua)階(jie)(jie)段(duan)幾(ji)乎沒有發(fa)(fa)生變(bian)(bian)化(hua).由(you)圖５(b)可知(zhi),CuW８０合金(jin)的(de)(de)應(ying)(ying)(ying)力Ｇ應(ying)(ying)(ying)變(bian)(bian)曲線與(yu)梯(ti)度(du)(du)(du)結構(gou)銅鎢(wu)基碳(tan)化(hua)物復合材(cai)料(liao)具(ju)有類似的(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)趨勢(shi).

    由(you)表(biao)２可(ke)見,梯(ti)度(du)結(jie)構(gou)銅(tong)鎢(wu)(wu)基(ji)(ji)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)復合(he)材料(liao)(liao)的室溫抗(kang)壓(ya)(ya)強(qiang)度(du)高(gao)(gao)達(da)１４８４．２３ MPa,隨溫度(du)升高(gao)(gao),抗(kang)壓(ya)(ya)強(qiang)度(du)逐漸(jian)降低,但降低幅度(du)越來越小.梯(ti)度(du)結(jie)構(gou)銅(tong)鎢(wu)(wu)基(ji)(ji)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)復合(he)材料(liao)(liao)的室溫抗(kang)壓(ya)(ya)強(qiang)度(du)比滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)前CuW８０合(he)金的高(gao)(gao)９２．４４ MPa,２００ ℃的比滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)前的高(gao)(gao)１２．４４ MPa,４００ ℃的比滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)前的高(gao)(gao)２４．７５ MPa,而(er)６００ ℃的比滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)前的高(gao)(gao)４．８９MPa,這表(biao)明滲(shen)碳(tan)(tan)(tan)處理可(ke)提高(gao)(gao) CuW８０合(he)金的抗(kang)壓(ya)(ya)性能.梯(ti)度(du)結(jie)構(gou)銅(tong)鎢(wu)(wu)基(ji)(ji)碳(tan)(tan)(tan)化物(wu)復合(he)材料(liao)(liao)和 CuW８０合(he)金的壓(ya)(ya)縮(suo)率隨縮(suo)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)升高(gao)而減小.因此,隨(sui)壓(ya)縮(suo)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)的(de)(de)(de)升高(gao),梯度(du)(du)(du)結(jie)構(gou)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)基(ji)(ji)碳化(hua)物(wu)復合(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)和(he)(he)(he)塑性均降(jiang)(jiang)(jiang)低(di).通常,隨(sui)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)升高(gao),材(cai)(cai)料(liao)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di),而塑性提(ti)(ti)高(gao),但梯度(du)(du)(du)結(jie)構(gou)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)基(ji)(ji)碳化(hua)物(wu)復合(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)的(de)(de)(de)塑性也呈(cheng)現(xian)(xian)(xian)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di)的(de)(de)(de) 趨 勢,這(zhe) 與(yu) CuW８０ 合(he)(he) 金(jin) 的(de)(de)(de) 變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian) 形(xing)(xing)(xing) 本(ben) 質 密 切 相(xiang)關[７].對于(yu) CuW８０合(he)(he)金(jin)而言,銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)(he)(he)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)不互溶(rong),由于(yu)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)遠(yuan)遠(yuan)大(da)(da)于(yu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du),因此當材(cai)(cai)料(liao)受到(dao)壓(ya)縮(suo)作用時(shi),軟相(xiang)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)先(xian)吸收大(da)(da)量(liang)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)功而發生塑性變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing),此時(shi)硬(ying)相(xiang)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)是沒有變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)化(hua)的(de)(de)(de),隨(sui)著應變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)的(de)(de)(de)增(zeng)加,載(zai)荷(he)(he)將通過(guo)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)界面逐漸傳遞到(dao)硬(ying)相(xiang)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)中,使硬(ying)相(xiang)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)也開始變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing),并(bing)表(biao)現(xian)(xian)(xian)出(chu)很(hen)(hen)強(qiang)(qiang)的(de)(de)(de)加工硬(ying)化(hua)作用.由于(yu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)熔點要比鎢(wu)(wu)(wu)(wu)低(di)很(hen)(hen)多,隨(sui)溫(wen)(wen)度(du)(du)(du)升高(gao),銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)降(jiang)(jiang)(jiang)低(di),而鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du)仍(reng)很(hen)(hen)高(gao),銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)所能(neng)承受的(de)(de)(de)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)越(yue)來越(yue)少,并(bing)很(hen)(hen)快達到(dao)其變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)的(de)(de)(de)極限,在(zai)(zai)(zai)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)尚未發生完全塑性變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)時(shi),銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)已(yi)先(xian)發生斷裂了,從而出(chu)現(xian)(xian)(xian) CuW８０合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)抗壓(ya)強(qiang)(qiang) 度(du)(du)(du) 和(he)(he)(he) 壓(ya) 縮(suo) 率(lv) 隨(sui) 溫(wen)(wen) 度(du)(du)(du) 升 高(gao) 而 降(jiang)(jiang)(jiang) 低(di) 的(de)(de)(de) 現(xian)(xian)(xian) 象.CuW８０合(he)(he)金(jin)經過(guo)滲碳后(hou),雖然形(xing)(xing)(xing)成的(de)(de)(de) WC提(ti)(ti)高(gao)了銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)強(qiang)(qiang)度(du)(du)(du),在(zai)(zai)(zai)室(shi)溫(wen)(wen)壓(ya)縮(suo)時(shi)也表(biao)現(xian)(xian)(xian)出(chu)較好(hao)的(de)(de)(de)壓(ya)縮(suo)性能(neng),但并(bing)未改(gai)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian) CuW８０假合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)本(ben)質,因此梯度(du)(du)(du)結(jie)構(gou)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)基(ji)(ji)碳化(hua)物(wu)復合(he)(he)材(cai)(cai)料(liao)在(zai)(zai)(zai)高(gao)溫(wen)(wen)壓(ya)縮(suo)下所表(biao)現(xian)(xian)(xian)出(chu)的(de)(de)(de)高(gao)溫(wen)(wen)變(bian)(bian)(bian)(bian)(bian)形(xing)(xing)(xing)規律和(he)(he)(he) CuW８０合(he)(he)金(jin)的(de)(de)(de)是一樣的(de)(de)(de),如圖５所示.這(zhe)也是滲碳后(hou)的(de)(de)(de) CuW８０合(he)(he)金(jin)在(zai)(zai)(zai)室(shi)溫(wen)(wen)時(shi)具有較好(hao)加工硬(ying)化(hua)能(neng)力的(de)(de)(de)原因.此外(wai),由于(yu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)(he)(he)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)熔點和(he)(he)(he)熱膨脹(zhang)系數存在(zai)(zai)(zai)很(hen)(hen)大(da)(da)的(de)(de)(de)差(cha)異,在(zai)(zai)(zai)載(zai)荷(he)(he)作用下材(cai)(cai)  料(liao)(liao)中會(hui)形成(cheng)一定的(de)(de)(de)殘(can)余應(ying)力(li)(li),這些殘(can)余應(ying)力(li)(li)的(de)(de)(de)存在(zai)也會(hui)間 接 降(jiang) 低(di) 材(cai) 料(liao)(liao) 的(de)(de)(de) 承(cheng) 載(zai) 能 力(li)(li)[８Ｇ９].王 聰(cong) 等(deng)[１０]認為(wei),材(cai)料(liao)(liao)在(zai)高溫(wen)下由氧化(hua)引起的(de)(de)(de)質量損失隨溫(wen)度(du)升高而急劇(ju)增多,這會(hui)造成(cheng)材(cai)料(liao)(liao)承(cheng)載(zai)能力(li)(li)降(jiang)低(di),其表現為(wei)抗壓強度(du)隨溫(wen)度(du)升高而降(jiang)低(di),在(zai)后面斷口成(cheng)分分析中可(ke)看到(dao)高溫(wen)氧化(hua)的(de)(de)(de)現象.然而,即使在(zai)６００ ℃的(de)(de)(de)高溫(wen)作用下,梯(ti)度(du)結構銅鎢基碳(tan)化(hua)物(wu)復(fu)合材(cai)料(liao)(liao)的(de)(de)(de)抗壓強度(du)仍可(ke)達(da)到(dao)３５５．３０MPa,能夠滿足(zu)導衛的(de)(de)(de)使用要求.

２．３ 壓縮斷口形貌

    由圖６可以看出:復合(he)材料(liao)壓(ya)縮(suo)(suo)斷(duan)(duan)口表面(mian)總(zong)體較平整;室溫(wen)(wen)下(xia)的(de)(de)壓(ya)縮(suo)(suo)斷(duan)(duan)口未發(fa)生氧(yang)(yang)化(hua)(hua)現(xian)(xian)(xian)象,斷(duan)(duan)口顏(yan)色(se)為黃色(se),隨著溫(wen)(wen)度(du)的(de)(de)升高(gao),壓(ya)縮(suo)(suo)斷(duan)(duan)口的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)現(xian)(xian)(xian)象越來越嚴重,斷(duan)(duan)口顏(yan)色(se)發(fa)生灰綠色(se)→灰褐色(se)→黑色(se)變化(hua)(hua);斷(duan)(duan)口的(de)(de)光澤度(du)逐(zhu)漸下(xia)降,且撕(si)裂(lie)現(xian)(xian)(xian)象愈發(fa)明顯(xian),這不僅與(yu)(yu)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)試樣表面(mian)的(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)(hua)有(you)關,也與(yu)(yu)高(gao)溫(wen)(wen)下(xia)原(yuan)子(zi)熱運動(dong)導(dao)致(zhi)晶粒強度(du)及(ji)晶間結合(he)強度(du)的(de)(de)降低有(you)關[１１].斷(duan)(duan)口均呈現(xian)(xian)(xian)出與(yu)(yu)軸(zhou)線(xian)(xian)成約(yue)４５°方向的(de)(de)剪(jian)切(qie)(qie)斷(duan)(duan)裂(lie),這是因為壓(ya)縮(suo)(suo)時(shi)試樣與(yu)(yu)壓(ya)頭間的(de)(de)摩擦力導(dao)致(zhi)試樣中(zhong)產生了(le)與(yu)(yu)壓(ya)縮(suo)(suo)軸(zhou)呈４５°方向的(de)(de)剪(jian)切(qie)(qie)應(ying)力,并(bing)且與(yu)(yu)其他少量正(zheng)應(ying)力的(de)(de)共同作用使材料(liao)發(fa)生沿軸(zhou)線(xian)(xian)約(yue)４５°方向的(de)(de)斷(duan)(duan)裂(lie)[１２].

    圖７中(zhong)較亮區域為鎢(wu),較暗(an)區域為銅.由圖７(a)~(d)可以看(kan)出(chu)(chu):在壓(ya)縮過(guo)程中(zhong),具有優(you)良塑性的(de)(de)(de)銅在壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)作(zuo)用下產生明(ming)顯的(de)(de)(de)位(wei)移,沿斷(duan)口(kou)方向(xiang)出(chu)(chu)現明(ming)顯的(de)(de)(de)滑(hua)(hua)移帶.室溫下斷(duan)口(kou)中(zhong)的(de)(de)(de)滑(hua)(hua)移帶較稀(xi)疏,隨(sui)溫度(du)升高,滑(hua)(hua)移帶數量增(zeng)多,壓(ya)縮溫度(du)為６００℃時(shi)試樣(yang)斷(duan)口(kou)上出(chu)(chu)現很多擠(ji)出(chu)(chu)脊.從材料的(de)(de)(de)變(bian)(bian)形(xing)(xing)機理方面分(fen)析,當位(wei)錯(cuo)塞積數目較多并且滑(hua)(hua)移系上的(de)(de)(de)塞積應力(li)達 到 原 子 鍵 合 力(li) 時(shi),裂(lie) 紋 將 在 滑(hua)(hua) 移 帶 上 形(xing)(xing)核[１３].壓(ya)縮過(guo)程中(zhong),試樣(yang)的(de)(de)(de)塑性變(bian)(bian)形(xing)(xing)不斷(duan)增(zeng)大,從而使晶粒周(zhou)圍出(chu)(chu)現大量的(de)(de)(de)滑(hua)(hua)移帶和擠(ji)出(chu)(chu)脊,隨(sui)著壓(ya)力(li)的(de)(de)(de)增(zeng)大,滑(hua)(hua)移帶和擠(ji)出(chu)(chu)脊處出(chu)(chu)現較大的(de)(de)(de)裂(lie)紋并迅(xun)速(su)擴展,最終出(chu)(chu)現斷(duan)裂(lie)破壞.

    結(jie)(jie)合(he)(he)(he)圖７(e)~(h)可(ke)知,不(bu)同(tong)溫(wen)度下(xia)的(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)口均(jun)出(chu)現了脆(cui)性(xing)(xing)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)小平(ping)面(mian)(mian),以(yi)(yi)及具有韌(ren)(ren)性(xing)(xing)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)特征的(de)(de)韌(ren)(ren)窩.這(zhe)表(biao)明梯(ti)度結(jie)(jie)構銅鎢基(ji)碳化物(wu)復合(he)(he)(he)材料(liao)的(de)(de)壓(ya)(ya)縮(suo)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)屬于脆(cui)性(xing)(xing)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)和(he)(he)韌(ren)(ren)性(xing)(xing)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)的(de)(de)混合(he)(he)(he)方式,這(zhe)種混合(he)(he)(he)模(mo)式與 CuW８０合(he)(he)(he)金(jin)(jin)的(de)(de)變(bian)形(xing)(xing)(xing)規律和(he)(he)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)機(ji)理是密切相(xiang)關的(de)(de).銅表(biao)現為(wei)(wei)塑性(xing)(xing)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie),而鎢則表(biao)現為(wei)(wei)脆(cui)性(xing)(xing)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie),室(shi)溫(wen)時斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)口表(biao)面(mian)(mian)的(de)(de)韌(ren)(ren)窩又(you)深又(you)多,這(zhe)體(ti)現出(chu)銅的(de)(de)良(liang)好(hao)塑性(xing)(xing)[１４]和(he)(he)室(shi)溫(wen)下(xia)良(liang)好(hao)的(de)(de)韌(ren)(ren)性(xing)(xing).壓(ya)(ya)縮(suo)溫(wen)度為(wei)(wei)４００ ℃和(he)(he)６００ ℃時,斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)口表(biao)面(mian)(mian)出(chu)現顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)狀銅和(he)(he)鎢的(de)(de)氧化物(wu),斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)口形(xing)(xing)(xing)貌主要為(wei)(wei)塑孔.由(you)(you)此可(ke)見,隨溫(wen)度升(sheng)高(gao)(gao),斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)口形(xing)(xing)(xing)貌由(you)(you)以(yi)(yi)韌(ren)(ren)窩為(wei)(wei)主逐(zhu)漸(jian)(jian)轉變(bian)為(wei)(wei)以(yi)(yi)塑孔為(wei)(wei)主,這(zhe)是因為(wei)(wei)在高(gao)(gao)溫(wen)下(xia),原子(zi)遷(qian)移(yi)更容易(yi)進行,原子(zi)間(jian)的(de)(de)結(jie)(jie)合(he)(he)(he)能力減弱(ruo),同(tong)時晶粒(li)(li)(li)(li)強度和(he)(he)晶界(jie)(jie)強度均(jun)隨溫(wen)度的(de)(de)升(sheng)高(gao)(gao)而降低,所以(yi)(yi)受力后晶界(jie)(jie)更容易(yi)產(chan)生(sheng)滑動,晶界(jie)(jie)滑動導致(zhi)晶界(jie)(jie)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)紋的(de)(de)形(xing)(xing)(xing)成并逐(zhu)漸(jian)(jian)擴展,最(zui)終(zhong)導致(zhi)晶間(jian)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie),即產(chan)生(sheng) WＧC 相(xiang)界(jie)(jie)面(mian)(mian)的(de)(de)分(fen)(fen)離(li),隨后出(chu)現 WＧW 顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)間(jian)的(de)(de)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)[１５].研究表(biao)明,鎢合(he)(he)(he)金(jin)(jin)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)口基(ji)本上由(you)(you)以(yi)(yi)下(xia)四種斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)形(xing)(xing)(xing)態(tai)組成:(１)WＧW 顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)分(fen)(fen)離(li);(２)鎢顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)解理;(３)鎢顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)與基(ji)體(ti)黏(nian)結(jie)(jie)相(xiang)界(jie)(jie)面(mian)(mian)分(fen)(fen)離(li);(４)基(ji)體(ti)黏(nian)結(jie)(jie)相(xiang)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)[１６].因此,梯(ti)度結(jie)(jie)構銅鎢基(ji)碳化物(wu)復合(he)(he)(he)材料(liao)的(de)(de)高(gao)(gao)溫(wen)壓(ya)(ya)縮(suo)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)形(xing)(xing)(xing)態(tai)為(wei)(wei)銅顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)變(bian)形(xing)(xing)(xing)斷(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)(duan)裂(lie)(lie)(lie)(lie)(lie)到 WＧW 顆(ke)粒(li)(li)(li)(li)分(fen)(fen)離(li)以(yi)(yi)及鎢與銅黏(nian)結(jie)(jie)相(xiang)界(jie)(jie)面(mian)(mian)分(fen)(fen)離(li)的(de)(de)過程.

    由(you)表(biao)(biao)(biao)３可(ke)見,隨(sui)壓(ya)(ya)縮溫(wen)(wen)(wen)度升(sheng)高(gao)(gao),斷(duan)(duan)口某(mou)些(xie)(xie)區(qu)(qu)(qu)域中的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)迅速(su)增多(duo),由(you)室溫(wen)(wen)(wen)時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)０．４７％增加(jia)(jia)到６００℃時(shi)(shi)(shi)的(de)(de)(de)(de)１５．９７％,這(zhe)說(shuo)明溫(wen)(wen)(wen)度升(sheng)高(gao)(gao)導致(zhi)斷(duan)(duan)口的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)現(xian)象加(jia)(jia)劇.室溫(wen)(wen)(wen) 時(shi)(shi)(shi) 斷(duan)(duan) 口 幾 乎(hu) 沒 被(bei) 氧(yang)(yang) 化(hua),當 溫(wen)(wen)(wen) 度 升(sheng) 高(gao)(gao) 到２００ ℃時(shi)(shi)(shi),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)先(xian)被(bei)氧(yang)(yang)化(hua),使氧(yang)(yang)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)由(you)原先(xian)的(de)(de)(de)(de)０．４７％升(sheng)高(gao)(gao)到１．６８％,當溫(wen)(wen)(wen)度升(sheng)高(gao)(gao)到４００ ℃時(shi)(shi)(shi),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)氧(yang)(yang)化(hua)加(jia)(jia)劇,部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)開(kai)始(shi)被(bei)氧(yang)(yang)化(hua),此時(shi)(shi)(shi)氧(yang)(yang)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)升(sheng)高(gao)(gao)到９．７２％,而(er)(er)當溫(wen)(wen)(wen)度升(sheng)高(gao)(gao)到６００ ℃時(shi)(shi)(shi),表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)上大(da)(da)部(bu)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)均(jun)(jun)被(bei)氧(yang)(yang)化(hua),氧(yang)(yang)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)高(gao)(gao)達(da)１５．９７％.由(you)圖７(h)可(ke)以(yi)(yi)看到,此時(shi)(shi)(shi)試樣(yang)斷(duan)(duan)口表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian)均(jun)(jun)為(wei)(wei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)氧(yang)(yang)化(hua)物.可(ke)見,斷(duan)(duan)口微區(qu)(qu)(qu)氧(yang)(yang)元素的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析結(jie)果與(yu)(yu)宏觀斷(duan)(duan)口氧(yang)(yang)化(hua)加(jia)(jia)劇的(de)(de)(de)(de)現(xian)象以(yi)(yi)及微觀斷(duan)(duan)口形(xing)貌的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)析結(jie)果相(xiang)(xiang)一致(zhi).根據(ju)表(biao)(biao)(biao)３中銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)和(he)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)數可(ke)以(yi)(yi)發(fa)現(xian),在(zai)(zai)不同溫(wen)(wen)(wen)度壓(ya)(ya)縮后(hou),某(mou)些(xie)(xie)微區(qu)(qu)(qu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)與(yu)(yu)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)比(bi)(bi)與(yu)(yu)原始(shi)組織成分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)相(xiang)(xiang)比(bi)(bi)發(fa)生(sheng)(sheng)了明顯的(de)(de)(de)(de)變化(hua).銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)數基本(ben)保持(chi)在(zai)(zai)６３％~７２％范圍內,鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)數隨(sui)溫(wen)(wen)(wen)度升(sheng)高(gao)(gao)而(er)(er)降(jiang)低(di),當壓(ya)(ya)縮溫(wen)(wen)(wen)度為(wei)(wei)６００℃時(shi)(shi)(shi),鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)數降(jiang)低(di)到１６．１８％.銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)合金原始(shi)組織中鎢(wu)(wu)(wu)(wu)、銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)含(han)(han)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)比(bi)(bi)為(wei)(wei)８∶２,而(er)(er)室溫(wen)(wen)(wen)下(xia)斷(duan)(duan)口某(mou)些(xie)(xie)微區(qu)(qu)(qu)接近(jin)于３∶７,這(zhe)是(shi)(shi)因為(wei)(wei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)為(wei)(wei)面(mian)(mian)(mian)心立方結(jie)構(gou),具有(you)很好(hao)的(de)(de)(de)(de)延展性(xing),而(er)(er)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)是(shi)(shi)體心立方結(jie)構(gou),在(zai)(zai)壓(ya)(ya)縮過程中,試樣(yang)承(cheng)載的(de)(de)(de)(de)壓(ya)(ya)力增大(da)(da)時(shi)(shi)(shi),銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)首先(xian)產生(sheng)(sheng)塑(su)性(xing)變形(xing),為(wei)(wei)抵抗試樣(yang)所受到的(de)(de)(de)(de)剪切(qie)應(ying)力破壞(huai),銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)被(bei)拉(la)伸與(yu)(yu)撕扯,并(bing)大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)黏附于鎢(wu)(wu)(wu)(wu)的(de)(de)(de)(de)表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian),形(xing)成很多(duo)的(de)(de)(de)(de)滑移帶與(yu)(yu)擠出脊,從(cong)而(er)(er)使銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)附著于斷(duan)(duan)口某(mou)些(xie)(xie)微區(qu)(qu)(qu).在(zai)(zai)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)下(xia),銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)塑(su)性(xing)變形(xing)更加(jia)(jia)劇烈,斷(duan)(duan)口部(bu)位主(zhu)要(yao)表(biao)(biao)(biao)現(xian)為(wei)(wei)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)變形(xing)與(yu)(yu)斷(duan)(duan)裂,銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)附著于斷(duan)(duan)口表(biao)(biao)(biao)面(mian)(mian)(mian),同時(shi)(shi)(shi)高(gao)(gao)溫(wen)(wen)(wen)促(cu)進大(da)(da)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)氧(yang)(yang)化(hua)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)的(de)(de)(de)(de)生(sheng)(sheng)成,這(zhe)些(xie)(xie)都是(shi)(shi)導致(zhi)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)與(yu)(yu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)質(zhi)量(liang)(liang)(liang)(liang)(liang)比(bi)(bi)下(xia)降(jiang)的(de)(de)(de)(de)原因.這(zhe)也進一步(bu)論(lun)證了梯度結(jie)構(gou)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)基碳(tan)化(hua)物復(fu)合材(cai)料(liao)壓(ya)(ya)縮斷(duan)(duan)裂是(shi)(shi)由(you)鎢(wu)(wu)(wu)(wu)與(yu)(yu)銅(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)(tong)黏結(jie)相(xiang)(xiang)界面(mian)(mian)(mian)的(de)(de)(de)(de)分(fen)(fen)(fen)(fen)(fen)離(li)造成的(de)(de)(de)(de).。

    ３ 結 論

    (１)梯度(du)結構銅(tong)鎢基碳(tan)化物復合材料的(de)表(biao)面(mian)形成了約(yue)(yue)７０μm 厚(hou)度(du)的(de)滲碳(tan)層(ceng),表(biao)面(mian)硬度(du)較 CuW８０合金的(de)提高了約(yue)(yue)９５．１％.

    (２)在不同壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)溫度(du)下,梯度(du)結(jie)構銅鎢(wu)基碳化物復合材料(liao)的(de)(de)(de)壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)性能均優于 CuW８０合金的(de)(de)(de);在室溫壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)過程中存在明顯的(de)(de)(de)加工硬化現(xian)象(xiang),隨溫度(du)升高(gao),加工硬化作用逐漸減(jian)弱;室溫時的(de)(de)(de)抗(kang)壓(ya)(ya)(ya)強度(du)高(gao)達１４８４．２３MPa,壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)率為５０．７％,隨溫度(du)升高(gao),抗(kang)壓(ya)(ya)(ya)強度(du)和壓(ya)(ya)(ya)縮(suo)(suo)率降低.

    (３)梯度結構銅鎢基碳化物復合材料的高溫(wen)壓縮(suo)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)方式屬(shu)于韌(ren)脆混合斷(duan)(duan)裂(lie)(lie);隨溫(wen)度升高,斷(duan)(duan)口(kou)形(xing)貌由以(yi)(yi)韌(ren)窩為主(zhu)逐漸變成以(yi)(yi)塑(su)孔為主(zhu);高溫(wen)壓縮(suo)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)形(xing)態為銅顆粒(li)變形(xing)斷(duan)(duan)裂(lie)(lie)發(fa)展到 WＧW 顆粒(li)分(fen)離(li)以(yi)(yi)及鎢與銅黏結相界(jie)面(mian)的分(fen)離(li).

     烯(xi)(xi)(xi)的(de)(de)總含(han)量(liang)以及它們(men)之間(jian)的(de)(de)質(zhi)量(liang)比對合(he)(he)成碳納米管/石墨烯(xi)(xi)(xi)Ｇ氧化(hua)銅復(fu)(fu)合(he)(he)粉體(ti)的(de)(de)形貌及光催化(hua)性(xing)能均有明顯的(de)(de)影(ying)響.最佳的(de)(de)制備工藝參數為(wei):分解(jie)溫度２１０ ℃,碳納米管與氧化(hua)石墨烯(xi)(xi)(xi)的(de)(de)質(zhi)量(liang)比１∶１,碳納米管和氧化(hua)石墨烯(xi)(xi)(xi)的(de)(de)質(zhi)量(liang)分數1０％.在(zai)(zai)此(ci)工藝條件(jian)下,納米氧化(hua)銅顆粒均勻(yun)地分布在(zai)(zai)碳納米管/石墨烯(xi)(xi)(xi)球體(ti)表面.在(zai)(zai)可(ke)見光照(zhao)射２０min后(hou),該復(fu)(fu)合(he)(he)粉體(ti)對溶液中甲(jia)基橙(cheng)的(de)(de)降解(jie)率可(ke)達到９８．３％.

    ３ 結 論

    (１)使用噴(pen)霧干燥技(ji)術和煅燒工藝,制備了碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)/石(shi)墨烯(xi)Ｇ氧化銅復合粉體,在該(gai)粉體中,碳(tan)納(na)米(mi)管(guan)/石(shi)墨烯(xi)形成均勻(yun)分布的球(qiu)體,并(bing)且(qie)在球(qiu)體表面均勻(yun)負載著大量的氧化銅顆粒.

    (２)分解溫度、碳(tan)納米(mi)(mi)管(guan)與氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)石(shi)墨(mo)烯的(de)總(zong)含量以及(ji)(ji)它們之間的(de)質量比對碳(tan)納米(mi)(mi)管(guan)/石(shi)墨(mo)烯Ｇ氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)銅(tong)復合(he)粉體的(de)形貌及(ji)(ji)光催化(hua)(hua)(hua)(hua)性(xing)能有顯著影(ying)響,最佳的(de)制備工藝參數(shu)(shu)為(wei)分解溫度２１０ ℃,碳(tan)納米(mi)(mi)管(guan)與氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)石(shi)墨(mo)烯的(de)質量比１∶１,碳(tan)納米(mi)(mi)管(guan)和(he)氧(yang)化(hua)(hua)(hua)(hua)石(shi)墨(mo)烯的(de)質量分數(shu)(shu)１０％.

（文章來源： >  >  > pp.54）