純銅具備優(yōu)異的導(dǎo)熱、導(dǎo)電、耐腐蝕性能,而金剛石/銅復(fù)合材料具有更高的導(dǎo)熱性能和較低的熱膨脹系數(shù),兩者都在熱沉材料上有廣闊的應(yīng)用前景,但也都存在相應(yīng)的不足,如純銅的高熱膨脹、不耐磨、低強(qiáng)度,金剛石/銅復(fù)合塊體較差的加工性能。因此,本文基于機(jī)械合金化涂覆技術(shù)在純銅表面制備金剛石/銅復(fù)合涂層,旨在保持純銅基底熱傳導(dǎo)性能和加工性能,同時降低表面熱膨脹,提高耐磨性能。本文研究分為兩個部分進(jìn)行。第一部分主要研究原始粉末中金剛石的粒度和含量對復(fù)合涂層組織和性能的影響,并結(jié)合粉末、涂層、基底的變化規(guī)律,歸納出金剛石/銅復(fù)合涂層的沉積機(jī)理。研究表明,涂層中的金剛石顆粒嚴(yán)重碎化但沒有發(fā)生石墨化,粒徑主要分布在500nm²μm,而涂層-基底界面處和內(nèi)層中存在少量粗大金剛石顆粒。涂層中銅的晶粒細(xì)化、晶格畸變。原始粉末中金剛石的粒度主要影響涂層中粗大金剛石的粒度和分布,而金剛石含量則影響涂層的厚度、結(jié)合力。熱震過程中,鑲嵌結(jié)構(gòu)界面、內(nèi)層金剛石部分脫粘以及較好的內(nèi)部結(jié)合使得涂層有效抵抗熱沖擊。涂層沉積過程中,純銅基底表面反應(yīng)活性提高,金剛石顆粒不斷細(xì)化,復(fù)合粉末冷焊能力先增強(qiáng)后減弱,涂層的厚度...

【文章頁數(shù)】：85 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 金剛石/銅熱沉材料的研究現(xiàn)狀
        1.2.1 金剛石/銅制備方法的研究進(jìn)展
        1.2.2 金剛石/銅界面改性的研究進(jìn)展
        1.2.3 金剛石/銅復(fù)合涂層的研究進(jìn)展
    1.3 機(jī)械合金化概述
        1.3.1 機(jī)械合金化的產(chǎn)生及發(fā)展
        1.3.2 機(jī)械合金化的粉末體系
        1.3.3 機(jī)械合金化過程的主要影響因素
        1.3.4 機(jī)械研磨處理及研究現(xiàn)狀
        1.3.5 表面機(jī)械涂覆技術(shù)及研究現(xiàn)狀
    1.4 本文研究內(nèi)容及要解決的問題
        1.4.1 研究內(nèi)容和目標(biāo)
        1.4.2 擬解決的關(guān)鍵問題
第二章 實(shí)驗(yàn)材料、設(shè)備及試驗(yàn)方案設(shè)計(jì)
    2.1 實(shí)驗(yàn)材料
    2.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)備
        2.2.1 制樣設(shè)備
        2.2.2 熱處理設(shè)備
    2.3 實(shí)驗(yàn)方案及流程
        2.3.1 實(shí)驗(yàn)方案
        2.3.2 金剛石/銅復(fù)合涂層制備流程
    2.4 試樣分析設(shè)備及方法
        2.4.1 組織結(jié)構(gòu)的表征與分析
        2.4.2 性能測試
第三章 純銅表面制備金剛石/銅復(fù)合涂層
    3.1 實(shí)驗(yàn)過程與參數(shù)設(shè)計(jì)
    3.2 金剛石原始粒徑對金剛石/銅復(fù)合涂層結(jié)構(gòu)及性能的影響
        3.2.1 宏觀形貌和晶體結(jié)構(gòu)分析
        3.2.2 顯微結(jié)構(gòu)和組織形貌分析
        3.2.3 顯微硬度分析
        3.2.4 抗熱震性能分析
    3.3 粉末配比對金剛石/銅復(fù)合涂層結(jié)構(gòu)及性能的影響
        3.3.1 顯微結(jié)構(gòu)和組織形貌分析
        3.3.2 顯微硬度分析
        3.3.3 抗熱震性能分析
    3.4 小結(jié)
第四章 金剛石/銅涂層沉積機(jī)理研究
    4.1 實(shí)驗(yàn)過程與球磨時間設(shè)計(jì)
    4.2 復(fù)合粉末的變化
    4.3 T2 純銅基底的變化
    4.4 球磨時間對涂層微觀形貌的影響
    4.5 金剛石/銅復(fù)合涂層形成機(jī)理
    4.6 小結(jié)
第五章 再結(jié)晶退火對金剛石/銅復(fù)合涂層的影響
    5.1 實(shí)驗(yàn)過程與參數(shù)設(shè)計(jì)
    5.2 涂層的顯微結(jié)構(gòu)和組織形貌分析
    5.3 涂層的主要性能
        5.3.1 顯微硬度
        5.3.2 摩擦磨損性能
        5.3.3 熱傳導(dǎo)性能
    5.4 小結(jié)
第六章 摻Cr+高溫退火處理對金剛石/銅復(fù)合涂層的影響
    6.1 實(shí)驗(yàn)過程與參數(shù)設(shè)計(jì)
    6.2 涂層的顯微結(jié)構(gòu)和組織形貌分析
    6.3 涂層的主要性能
        6.3.1 顯微硬度
        6.3.2 摩擦磨損性能
        6.3.3 熱傳導(dǎo)性能
    6.4 小結(jié)
第七章 全文總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀碩士學(xué)位期間發(fā)表(錄用)的學(xué)術(shù)論文及其他研究成果



本文編號：4005802