机械合金化后注射成形制备Cu/Al₂O₃复合材料的显微组织与力学性能

贺毅强^1,2，徐虎林^1,2，钱晨晨¹，冯立超^1,2，乔斌^1,2，尚峰^1,2，李化强^1,2

1. 淮海工学院机械与海洋工程学院2. 江苏省海洋资源开发研究院

摘 要：采用机械合金化后注射成形制备10%（体积分数,下同）Cu/Al₂O₃复合材料,研究机械合金化时间、烧结温度对复合材料显微组织和性能的影响,并分析复合材料的增韧机理。结果表明:通过机械合金化10h后注射成形、脱脂、1550℃烧结工艺制备的10%Cu/Al₂O₃复合材料具有良好的抗弯强度和断裂韧度,分别为532MPa和4.97MPa·m^1/2;烧结温度低于1550℃导致原子在固态下扩散能力不足,烧结温度高于1550℃则使颗粒边界移动速率大于孔隙逸出速率,二者都造成复合材料孔隙率增加,而导致材料的强度和韧度下降;机械合金化时间延长使复合材料晶粒细化、Cu与Al₂O₃之间的结合强度提高,材料强度和硬度提高,但断裂韧度下降;Cu粉末弥散分布于Al₂O₃基体中,抑制烧结过程中Al₂O₃晶粒粗化,且使裂纹在扩展过程中遇到延性的Cu产生裂纹桥联和偏转,提高材料的韧度。

关键词：氧化铝;注射成形;机械合金化;增韧;复合材料;