b冶金法制备CuSiO2纳米复合材料的组织与性能.pdf

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1、第5 9 卷第1 期2007 年2 月有色金属N o n f e r r o u sM e t a l sV o I 5 9 N o 1F e b r u a r y200 7粉末冶金法制备C u S i 0 2 纳米复合材料的组织与性能汪峰涛，吴玉程，王文芳，张建华(合肥工业大学材料学院，合肥2 3 0 0 0 9)摘要：采I I 粉末冶金法制备C u S i 0 2 纳米复合材料，研究S i 0 2 含量对复合材料性能的影响。结果表明，在烧结过程中，C u S i 0 2 复合材料的体积收缩，密度增加，并且随s i 0 2 含量提高，C u S i 0 2 纳米复合材料的电导率降低，维氏硬

2、度和机械性能明显升高。退火温度曲线表明，C u S i 0 2 复合材料的软化温度为7 5 0 1 2，高于纯铜的软化温度1 5 0 1 2，具有很好的热稳定性。关键词：金属材料；铜；纳米复合材料；二氧化硅；电导率；硬度中圈分类号：T B 3 3 1；T G l 4 6 1 1；T G l l 3 2 5文献标识码：A 文章编号：1 0 0 1 0 2 1 1(2 0 0 7)0 1 0 0 3 8 0 3纳米级微粒增强铜基复合材料，采用颗粒增强技术在软韧的C u 基体中形成弥散分布的硬质点来提高材料的强度、耐磨性，改善基体的室温和高温性能，又不明显降低铜基体的导电性，达到导电和强度、耐磨性能

3、综合提高的效果1 1-4 。颗粒增强C u 基复合材料的力学性能主要取决于铜基体、增强体的性能以及增强体与基体之间界面的特性-7 。采用，z S i 0 2 颗粒作为第二相增强C u 基复合材料，可以得到较好的弥散强化效果，C u S i 0 2 复合材料显著地提高了纯铜材料的强度、耐磨性和耐高温性能，其导热、导电性能尽管有所下降，但仍保持在较高的水平，而且其热稳定性得到很好地改善。通过在C u 基体加入不同质量分数的竹一S i 鹞颗粒，通过等静压压坯、烧结得到C u S i O z 纳米复合材料，并对材料进行了各项性能测试和机理分析。1买验方法试验采用电解C u 粉(纯度9 9 9，粒度7

4、4 t-m)和挖一S i 0 2 粉(纯度9 9 9，粒度5 0 n m)为原料。将预先经过退火处理的粉末混合成均匀试样(试样的S i 0 2 质量分数依次为2，1 5，1，0 7，0 5，0 3)经过湿磨、造粒，压制成规格为4 0 m m8 r a m 5 r a m 的试样(压力机压制力为1 5 t，保压收稿目期：2 0 0 5 0 7 0 9基金项目：安徽省“十五”二期科技攻关项目(0 4 0 0 2 0 3 9 2)；合肥市重点科技攻关项目(2 0 0 5 1 0 0 4)作者简介：汪峰涛(1 9 8 0 一)，男，安徽淮北市人，博士生，主要从事纳米功能材料等方面的研究；联系人：吴玉程

5、(1 9 6 2 一)，男，合肥市人，教授，博士生导师，主要从事金属功能材料和纳米复合材料等方面的研究。3 0 s)，将成型后的试样放入瓷舟中用2 0 3 粉末将试样完全覆盖后(A l：0，粉末的主要作用是用作保温剂，同时将各个试样分割开，防止烧结时粘结到一起)放入G K 一2 D 高温扩散炉中，通人H 2 作为保护气氛，在8 9 0 温度下烧结。试样经打磨、抛光和腐蚀后在X J L 一0 2 型立式金相显微镜下看其金相组织，并进行拍照。采用浸入法测定试样烧结前后的密度，根据公式”z=p V得出烧结前后密度。按G B l 9 9 4 2 8 8 国家标准，采用伏安法并根据公式1 0=U b h

6、(J L)计算出电阻率，测量电路图如图1 所示。通过H V 一1 0 型维氏硬度计测量试样的维氏硬度，由公式H V=1 8 5 4 4 F d 2 计算旧出其维氏硬度。1 一毫伏表；2 一弹性铜接触极；3 一电位针；4 一试样；5 一电流表；6 一直流电源；7 一变阻器；8 一开关图1伏安法测量电阻率电路H g 1C i r c u i to fm e a s u r i n gr e s i s t i v i t yb yv o l t a m p e r em e t h o d2 试验结果与讨论2 1n S i Q 对C u S i 0 2 纳米复合材料密度的影响表l 是C u S i

7、 0 2 复合材料烧结前后的体积、质量、密度和电阻率。从表1 可以看出，尽管烧结后，万方数据第1 期汪峰涛等：粉末冶金法制备C u S i 0 2 纳米复合材料的组织与性能3 9坯体的质量有所下降，但是与体积收缩量相比，则是比较小的，因此烧结后密度增加。而且，无论烧结前后，复合材料的密度都比铜的密度要小。通过压制、烧结的方法来制备的烧结铜，实际密度很难达到8 9 2 9 c m 3。首先，在复合材料的混合粉料压制过程中，压坯密度和压制压力之间存在着复杂的关系归o；其次，复合材料烧结过程中，孔隙体积收缩、烧结时间和烧结环境等都是影响烧结密度的重要因素。表1C u S i 0 2 复合材料烧结前后

8、的体积质量密度和电阻率T a b l e1V o l u m e，m a s s，d e n s i t ya n dr e s i s t i v i t yo fC u S i 0 2n a n o c o m p o s i t e sp r e a n dp o s t-s i n t e r i n g注：V 一体积，m 一质量，p 一密度，k 一电阻率图2 所示为不同质量分数的C u S i 0 2 纳米复合材料典型金相组织。C u S i O，复合材料坯体烧结L 1 0 _ 1 1 1 时，铜基体和二氧化硅颗粒不发生反应，仅仅是在表面能的驱动作用下，金相显微组织在排列上致密化和结

9、晶程度更完善。复合材料坯体虽然有明显的体积收缩，但是微观金相组成并未变化。因此鲍一S i 0 2 颗粒在C u S i 0 2 复合材料金相组织中，表现为大量分散的细小黑点J。从图2 可以看到，随着咒一S i 0 2 含量的增加，咒一S i 0 2 颗粒分布更加密集，同时铜的单相区减少。金相组织中有的地方出现了i t 一S i 0 2 不均匀分布、丛聚的现象。这是因为复合材料制备过程中，混料不均，烧结过程中，-一S i 0 2 颗粒和铜基体之间发生扩散与组织均匀化时，由于烧结组织不可能在理想的热力学条件下获得，而要受到固态下扩散动力学的限制，另外粉末烧结还取决于粉末的形态、粒度、接触状态以及晶

10、体缺陷、结晶取向等因素的影响。弥散相咒一S i 0 2 含量较多时，分布不均匀，会影响复合材料的性能。(a)一C u 2 0 S i 0 2；(b)一C u 1 0 S i 0 2；(c)一C u o 3 S i 0 I图2C u S i O z 纳米复合材料微观组织的金相照片F i g 2M e t a l l o g r a p h i co fC u s i 0 2n a n o c o m p o s i t e s图3C u S i 0 2 纳米复合材料硬度随退火温度的变化F i g 3V a r i a t i o no fC u S i 0 2n a n o c o m p o

11、s i t eh a r d n e s sw i t ha n n e a l i n gt e m p e r a t u r e2 2n S i 0 2 对C u s i 0 2 纳米复合材料电阻率的影响从表1 可知，由于弥散相咒S i 0 2 的加入，C u S i 0 2 纳米复合材料的电阻率明显高于纯铜。并且随着r S i 0 2 含量逐渐增加，电阻率也相应增大。因为金属材料的电阻来源于金属内部微观组织的不完整性。当加入第二相后，第二相粒子复合以及金属基体再结晶，产生晶体缺陷，诸如位错环、位错晶界、空穴和相界等，使晶格势场变得极不规则，影响了电子受电场加速产生的定向运动，从而减弱了

12、复合材料的导电性。另外从表1 还可知，退火后复合材料的电阻率也有所增大。这是因为退火后，复合材料密度增加，位错和空穴均减少，晶界密度增加。2 3 加S i 0 2 对C u S i 0 2 纳米复合材料硬度的影响及复合材料的热稳定性 万方数据有色金属第5 9 卷图3 所示为C u S i O，复合材料的硬度随退火温度的变化曲线。复合材料的硬度高于纯铜，因此咒一S i 0 2 起到了一定的增强作用。另外，C u S i 0 2 复合材料的硬度随着，z S i O，含量的增加而提高。主要由于规一S i 0 2 颗粒十分细小，填入复合材料的孑L 隙中，提高了致密度，同时沉淀相周围留下的位错环让位错从

13、微粒间穿过，位错密度下降，并形成亚稳结构，引起弥散强化效果和形变强化效果增加的原因。同时在6 0 0 之前随着退火温度的升高，复合材料的硬度也相应的提高。当温度超过6 0 0 后，硬度降低。此时，材料发生再结晶，产生异常大晶粒。同时随着温度的升高，扩散加快，晶界处的以一S i 0 2 颗粒增加，导致复合材料的断裂韧性降低，裂纹产生，所以硬度有降低L 12|。参考文献：另外软化是复合材料硬度降低的另一个原因。图3 中，以硬度随着温度下降到8 5 的点作为软化温度，在7 5 0 左右，远远超过了纯铜的软化温度1 5 0。C u S i O，复合材料再结晶和软化温度高，高温时硬度变化小，因此具有良好

14、的热稳定性。3结论，z S i 0 2 颗粒的加入使复合材料的密度增加，电阻率和硬度升高，而且随着，z S i O，含量增加，电阻率和硬度也相应增大，机械性能明显升高。咒一S i 0 2的加入能明显提高C u S i 0 2 纳米复合材料的软化温度。纯铜的软化温度大约在1 5 0，而C u S i 0 2 纳米复合材料的软化温度大约为7 5 0，因此C u S i 0 2纳米复合材料具有良好的高温热稳定性。1 W a n gXH，Z h uZD，K o n gLH F r i c t i o na n dw e a rb e h a v i o ro fC u b a s e da l l o

15、 y T i Cc e r m e tc o m p o s i t eh a r d f a c i n gm a t e r i a l s J T r i b o l o g y，2 0 0 1，2 1(5)：3 3 0 3 3 4 2 T j o n gSC，L a uKC T r i b o l o g i c a lb e h a v i o ro fS i Cp a r t i c l e r e i n f o r c e dc o p p em a t r i xc o m p o s i t e s j M a t e r i a l sL e t t e r s，2 0

16、0 0，4 3：2 7 4 2 8 0 3 张毅，周延春T i 3 S i C 2 弥散强C u：一种新的弥散强化铜合金 J 金属学报，2 0 0 0，3 6(6)：6 6 2 6 6 6 4 刘涛，郦剑，凌国平，等颗粒增强铜基复合材料研究进展 J 材料导报，2 0 0 4，1 8(4)：5 3 5 5 5 R a p o p o r tL，L v o v s k yM，L a p s k e rI，e ta 1 F r i c t i o na n dw e a rb e h a v i o ro fp o w d e rc o m p o s i t e si n c l u d i n

17、gf u l l e r e n e l i k eW S 2n a n o p a r t i c l e a J W e a r，2 0 0 1，2 4 9：1 5 0 1 5 7 6 T uJP，W a n gNY，Y a n gYZ，e ta 1 P r e p a r a t i o na n dP r o p e r t i e so fT i B 2n a n o p a r t i c l er e i n f o r e e dc o p p e rm a t r i xc o m p o s i t e sb yi ns i t up r o c e s s i n g J

18、 M a t e r i a l sL e t t e r s，2 0 0 2，5 2：4 4 8 4 5 2 7 N a s e rJ，R i e h e m a n nW，F e r k e lH D i s p e r s i o nh a r d e n i n go fm e t a l sb yn a n o s c a l e dc e r a m i cp o w d e r s J M a t e r i a l sS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g，1 9 9 7，A 2 3 4 2 3 6：4 6 7 4 6 9 8 周玉陶瓷材

19、料学 M 哈尔滨：哈尔滨工业大学出版社，1 9 9 5：3 2 7 9 黄培云粉末冶金原理 M 北京：冶金工业出版社，1 9 9 7：2 6 8 2 8 0 1 0 陆佩文元机材料学基础 M 武汉：武汉工业大学出版社，1 9 9 6：2 8 1 3 0 9 1 1 洛阳铜加工厂中心实验室金相组铜及铜合金金相图谱 M 北京：冶金工业出版社，1 9 8 3：4 8 6 8 1 2 徐润泽粉末冶金结构材料学 M 长沙：中南工业大学出版社，2 0 0 2：9 3 9 6 M i c r o s t r u c t u r ea n dP r o p e r t i e so fC u S i 0 2N

20、 a n o c o m p o s i t e sP r e p a r e db yP o w d e rM e t a l l u r g yT e c h n o l o g yW A N GF e n g-t a o，W UY u c h e n g，W A N GW e n f a n g，Z H A N GJ i a n h u a(F a c u l t yo fM a t e r i a l sS c i e n c ea n dE n g i n e e r i n g，H e f e iU n i v e r s i t yo fT e c h n o l o g y，H

21、 e f e i2 3 0 0 0 9，C h i n a)A b s t r a c tT h eS i 0 2n a n o p a r t i c l e sr e i n f o r c e dC u m a t r i xc o m p o s i t e sa r ep r e p a r e db yp o w d e rm e t a l l u r g yt e c h n o l o g y T h ei n f l u e n c e so fS i 0 2c o n t e n to nt h ep r o p e r t i e so fC u m a t r i x

22、c o m p o s i t e sa r es t u d i e d T h ee x p e r i m e n t a lr e s u l t ss h o wt h a tt h ev o l u m e so fC u S i 0 2n a n o c o m p o s i t e sa r ec o n t r a c t e da n dt h ed e n s i t i e si n c r e a s e da f t e rs i n t e r i n g W i t ht h ei n c r e a s eo ft h eS i 0 2c o n t e n

23、 t，t h ec o n d u c t i v i t yr a t eo ft h ec o m p o s i t ei sd e c r e a s e d，w h e r e a st h eh a r d n e s sa n dm e c h a n i c a lp r o p e r t i e sa r eo b v i o u s l yi n c r e a s e d I ti si n d i c a t e db yt h ea n n e a l i n gt e m p e r a t u r ec u r v et h a tt h eh i g ht e

24、 m p e r a t u r es t a b i l i t yo ft h eC u S i 0 2n a n o c o m p o s i t ei se x c e l l e n t，t h ei n t e n e r a t i n gt e m p e r a t u r ei sa b o u t7 5 0 f a rh i g h e rt h a nt h a to fp u r ec o p p e r 1 5 0 K e y w o r d s：m e t a lm a t e r i a l；c o p p e r；n a n o c o m p o s i

25、t e s；S i 0 2；c o n d u c t i v i t y；h a r d n e s s 万方数据粉末冶金法制备Cu/SiO2纳米复合材料的组织与性能粉末冶金法制备Cu/SiO2纳米复合材料的组织与性能作者：汪峰涛，吴玉程，王文芳，张建华，WANG Feng-tao，WU Yu-cheng，WANG Wen-fang，ZHANG Jian-hua作者单位：合肥工业大学,材料学院,合肥,230009刊名：有色金属英文刊名：NONFERROUS METALS年，卷(期)：2007，59(1)被引用次数：1次 参考文献(12条)参考文献(12条)1.Wang X H.Zhu Z D

26、.Kong L H Friction and wear behavior of Cu-based alloy/TiC cermet compositehardfacing materials期刊论文-Tribology 2001(05)2.Tjong S C.Lau K C Tribological behavior of SiC particle-reinforced coppe matrix composites 20003.张毅.周延春 Ti3SiC2弥散强Cu:一种新的弥散强化铜合金期刊论文-金属学报 2000(06)4.刘涛.郦剑.凌国平 颗粒增强铜基复合材料研究进展期刊论文-材料导

27、报 2004(04)5.Rapoport L.Lvovsky M.Lapsker I Friction and wear behavior of powder composites includingfullerene-like WS2 nanoparticles 20016.Tu J P.Wang N Y.Yang Y Z Preparation and Properties of TiB2 nanoparticle reinforced copper matrixcomposites by in-situ processing 20027.Naser J.Riehemann W.Ferke

28、l H Dispersion hardening of metals by nanoscaled ceramic powders 19978.周玉.雷廷权 陶瓷材料学 19959.黄培云 粉末冶金原理 199710.陆佩文 无机材料学基础 199611.洛阳铜加工厂中心实验室金相组 铜及铜合金金相图谱 198312.徐润泽 粉末冶金结构材料学 2002 相似文献(10条)相似文献(10条)1.期刊论文 马伟.MA Wei 铜铅合金-钢烧结双金属材料在发动机连杆衬套上的应用-内燃机2006,(6)汽车发动机连杆小头衬套需要满足顺应性、抗咬合性、耐蚀性、耐磨性,随着汽车工业的发展,对大功率、高转速

29、发动机,还必须满足其它一些性能,如高的承载能力和抗疲劳强度等.因此,铜铅合金-钢双金属材料得到了较好的应用.2.会议论文 王华俊 美国铜消费结构及铜循环利用趋势研究 2008 铜是世界上最具价值的自然资源之一,是重要的金属材料,在国民经济许多领域具有广泛的用途。特别是铜具有良好的导电性能,更是电力、电子设备中不可替代的材料,是高新技术发展的重要支撑;铜由于强度大、韧性好、耐腐蚀、寿命长,加之其具有抑制细菌生长、卫生健康等特征,非常适合用做高档建筑物的供水管道,发达国家房屋建筑业是铜消费的重要领域。铜金属具有再生性,可以多次循环使用,再生铜能保持原生铜的所有优越性能。美国是世界上最大的铜消费国和

30、最大铜循环利用国，了解分析美国铜的消费结构及铜循环利用情况，对分析预测我国铜金属的供求趋势具有重要的借鉴之处，本文介绍了美国铜消费量及其构成变动趋势，以及美国铜终端消费量及变动趋势。3.学位论文 王紫琴 Ag、Cu离子注入医用金属材料表面改性研究 2006 MEVVA 离子注入技术是最近十几年来迅速发展起来的新型表面改性技术。本文采用 MEVVA 离子注入技术，对生物医用金属材料-317L不锈钢、纯钛TA2和 Ti6A17Nb合金进行表面改性，分别系统研究Cu和Ag离子注入对其抗菌性能、显微硬度、摩擦磨损性能和耐腐蚀性能的影响，本研究对金属植入物表面性能的改善具有较好的实际应用价值。离子注入采

31、用80 keV的能量，铜离子注入剂量为0.510ions/cm,110ions/cm，210ions/cm和410ions/cm，银离子注入剂量为0.510ions/cm2110ions/cm，1.510ions/cm和210ions/cm。采用琼脂平板法测定试样抗金黄色葡萄球菌性能。测定了离子注入后试样的比磨损率，摩擦系数，显微硬度、耐蚀性能和离子溶出浓度。本实验还对注入层的微观结构、磨痕形貌，注入层成分及深度分布进行分析。试验研究结果表明，未注入试样不具有抗菌效果，随着铜、银离子注入剂量的提高，试样的抗菌性能逐渐提高。当铜、银离子注入剂量分别达到410ions/cm2和1510ions/c

32、m时，三种试样的抗菌率达到99以上。抗菌机理为从金属基体中溶出的Ag和Cu与细菌发生相互作用从而杀灭细菌。铜、银离子注入后，提高了材料表面力学性能。其中，显微硬度分别比未注入样品提高8.4846.9和3.8846.8，比磨损率分别比未注入样品降低57945.5和12.8753.29。钛及其合金表现出明显的磨粒磨损特征，且有粘着的痕迹，317L不锈钢主要为磨粒磨损。当银、铜离子注入剂量为110ions/cm时，三种材料具有最佳的耐磨损性能。动电位试验结果表明铜离子注入的三种材料的耐腐蚀性能略有下降，银离子注入的试样保持与未注入试样良好的耐腐蚀性能。AES表明，注入剂量为210ions/cm的 A

33、g 在距317L表面约12 nm处含量最高，达到4.59，注入深度大于36 nm。TEM照片显示，Ag注入317L 中注入层出现三个不同区域。铜、银离子注入后的医用金属材料具有很好的抗菌性能和表面力学性能，离子注入是一种具有发展潜力的表面改性方法。4.期刊论文 一种粘结钕铁硼专用树脂生产技术*泡沫金属材料新工艺*紫杂铜一步电解生产阴极铜方法*一种用铜原矿生产赤铜粉(Cu2O)的方法*电铜渣回收贵金属新方法-有色冶炼2003,32(4)5.期刊论文 聂宗柱.隋贤栋.黄肖容.Nie Zongzhu.Sui Xiandong.Huang Xiaorong 几类金属材料在水处理中的应用-广东化工200

34、5,32(5)随着工业的发展,大量的污水被排入江河湖海,水质日益恶化,各种水处理技术也应运而生,金属材料以其独有的优势在水处理技术中得到了广泛的应用.本文综述了铁在工业废水中的应用现状以及铜锌合金在饮用水、微污染原水和反渗透、离子交换树脂预处理系统中的应用现状,并探讨了这些技术存在的优缺点和未来的发展方向.6.学位论文 王卓妍 半导体及金属材料中电子输运特性的研究 2009 在近几十年的集成电路发展当中，电子器件的特征尺寸一直在遵循着摩尔定律而不断地缩小。随着器件关键尺寸的缩小，虽然给IC产业带来了成本下降，集成度提高等优势，可是同时也使IC产业面临着各种各样的挑战。为了应对这些挑战，我们尝试

35、新的材料，使用新的技术，采取各种办法，以解决集成电路面对的问题，提高集成电路的性能和可靠性。例如在存储器的发展中，特别是近年来发展迅速的TANOS器件中，就采用了氧化铝材料。而铜互连线的电阻随着集成电路特征尺寸缩小而不断增大，这种趋势使得互连线对芯片性能起到越来越关键的作用。本文探讨了不同材料的电子输运特性，在选择合适的散射机制的基础上建立了电子散射物理模型并进行了相应的蒙特卡罗模拟。主要研究内容包括：理论上分析了大多数材料中都有的电离杂质散射，声学波形变势散射，光学波形变势散射，极性光学波散射，库仑散射和谷间散射机制，金属材料中的电子对电子散射和等离子激元散射机制，以及小尺寸材料中占明显优势

36、的表面粗糙散射和晶粒间界散射机制。搞清了每种散射机制的起因，散射势以及散射率，并通过对散射势和散射率的分析，初步判断每种散射起主要作用的条件。在CTM器件中使用的氧化铝薄层作为阻挡氧化层，我们通过针对该氧化铝薄层进行分析研究，模拟了其中的电子输运行为，得到了电子在氧化铝材料中的能量弛豫和动量弛豫等一系列性质，搞清氧化铝材料的电子输运特性，为CTM器件的特性研究提供了依据。对金属材料的电子输运特性进行模拟，针对金属材料电子浓度很高的特点，选择了高电子浓度条件下，描述电子之间相互作用的电子对电子散射和等离子激元散射机制，用蒙特卡罗方法对金属体材料进行了模拟。并且以铜的体材料为例，将我们的模拟结果与

37、实验数据相比较，验证了金属散射物理模型和模拟的正确性。随着集成电路特性尺寸依据摩尔定律不断的下降，尺寸效应变得越来越严重了，近年来，针对小尺寸材料的研究越来越多，但基本还保持在100纳米以上。本文针对百纳米下的小尺寸金属材料进行了分析研究，将宏观表现出来的尺寸效应进行微观原因探索，通过与材料尺寸有关的品粒间界散射和表面粗糙散射，搞清了小尺寸金属材料的电子输运特性。基于小尺寸金属材料的模拟结果，对于现今铜互连线面临的电阻率随尺寸缩小不断升高的巨大挑战，提出了一种铜互连线的优化设计。通过铜互连线不同的宽长比设计，达到现行尺寸线宽下最大的电导率，以提高小尺寸铜互连线的电传输能力。7.期刊论文 张日恒

38、 铜-钢异种金属材料的焊接工艺-压力容器2003,20(9)分析了某型塔类压力容器铜-钢复合板筒体与紫铜接管组焊的可焊性和容易出现的焊接技术问题及产生的焊接缺陷,并介绍了防止焊接缺陷产生的工艺措施及焊接生产该结构的工艺方法.通过合理地选择焊接材料、焊接方法、加工方案等措施来解决此类铜-钢异种金属材料压力容器结构的焊接及提高焊缝强度、密封性、耐腐蚀性能和焊缝焊接质量等一系列问题的工艺方法.8.期刊论文 张滨.孙恺红.宫骏.孙超.才庆魁.张广平.ZHANG Bin.SUN Kaihong.GONG Jun.SUN Chao.CAI Qingkui.ZHANG Guangping 100nm厚铜薄膜

39、的拉伸性能-材料研究学报2006,20(1)以聚酰亚胺为基体制备了厚度为100 nm的金属铜薄膜,利用基体的高弹性变形测定了铜薄膜的屈服应力,并研究了铜薄膜的形变与断裂行为.结果表明:使用铜薄膜/聚酰亚胺复合体能够测量出铜薄膜的屈服强度,厚度100 nm的铜薄膜的屈服强度明显高于厚铜膜的屈服强度,厚度100 nm铜薄膜的断裂为型沿晶断裂.超薄铜薄膜较高的屈服强度归因于小尺度材料中纳米量级的薄膜厚度和晶粒对位错运动的约束作用.9.期刊论文 严由意.区国苑.YAN You-yi.OU Guo-yuan 代铍铜导电弹性复合金属材料的研制-电工材料2005,(4)根据层状复合金属材料结构的混合效应及协

40、同效应原理,研制了具有高弹性、高强度及高导电性能的复合材料,结果表明,本公司研制的代铍铜材料,具有与铍青铜相近的力学性能及电性能.该材料已部分代替铍铜,在电器、电子元器件等领域得到使用.10.学位论文 李颖 模板法制备多孔金属材料及其应用 2007 三维多孔材料由于多孔的结构特征而具有许多特殊的性能，可以用作光子晶体、催化剂、分离膜、传感器、吸附剂、电极材料和储氢材料等。因而，多孔材料的合成与应用一直是人们关注的热点。多孔材料制备的关键问题是如何控制孔的大小、形状和分布以及在孔中引入功能基团和功能分子等。模板合成法是近年来发展起来的一种有效的合成三维多孔材料的方法。通过模板法人们已经成功地合成

41、了不同结构和性能的多孔材料，在纳米结构制备科学上占有极其重要的地位和广阔的应用前景。基于以上分析，结合本研究组在生物传感、微/纳米器件及表界面反应动力学等方向的研究基础，本论文主要研究了以下三方面的问题：1气泡模板法制备多孔铜材料的方法 利用气泡动态模板法，我们成功地制备了具有相互贯通的大孔和纳米颗粒组成的多孔铜膜材料。这种方法是在含有金属离子的强酸性溶液中，于工作电极上施加一个较大的还原电流，使氢气析出，同时金属发生电化学还原沉积在基体上。在此过程中，氢气泡作为金属铜沉积的动态模板，在基体上形成了具有贯通的大孔和纳米粒子的多孔铜膜材料。改变沉积液的浓度、沉积电流密度和表面活性剂(CTAB，十

42、六烷基三甲基溴化铵)的浓度可以改变多孔铜材料的孔径和壁厚。这种材料由于具有多级结构(微米级孔洞和纳米级颗粒)，可用于构筑超疏水界面。2气泡模板法间接制备多孔金材料 由于金具有较高的平衡电位和较低的氢气析出过电位，难以用氢气泡作为动态模板直接合成结构较好的多孔金材料。因此，我们提出了利用氢气泡动态模板法结合置换反应的技术，成功制备了具有贯通的三维多孔结构并且由纳米颗粒组成的多孔金膜电极。首先，利用氢气泡动态模板法合成金属铜多孔材料。然后利用铜多孔材料与KAu(CN)2溶液之间发生的置换反应，将铜多孔材料作为牺牲模板，转换为具有相同结构的金多孔材料。还采用了电化学去合金过程来去除金多孔材料中残余的

43、铜。研究了多孔金膜电极材料对葡萄糖电催化氧化性能，发现该电极对葡萄糖电氧化具有很好的催化活性。3胶体晶模板法制备多孔铂 以旋转涂覆法(Spin coating)制备了不同粒径的三维胶体晶模板，然后采用恒电位沉积技术在模板孔隙中电化学沉积了铂金属催化剂，经化学法刻蚀胶体晶模板后得到了三维多孔铂催化剂。利用原子力显微镜、扫描电镜技术和X射线衍射等手段，对制得的有序阵列结构纳米材料进行了系统的表征。考察三维多孔铂材料对甲醇氧化及氧气还原反应的电催化性能。实验结果表明，所制备的三维多孔铂催化剂，具有很大的真实表面积和活性位点；铂催化剂中的三维多孔结构利于扩散传质，可提高铂催化剂的利用率及其反应活性；多孔铂催化剂的刚性结构还可以有效地避免实际操作中因团聚和结构坍塌引起的催化剂使用寿命下降的问题。引证文献(1条)引证文献(1条)1.初明辉.刘瑞虹.刘剑虹 Na2SO410H2O复合相变体系的性能测试期刊论文-建筑节能 2008(1)本文链接：http:/