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作者:叶莉莎;田娜娜;张从林;关锦彤;万浩;关庆丰;
单位:江苏大学材料科学与工程学院;盐城工学院材料科学与工程学院;泰州学院机电工程学院;
摘要:钼(Mo)与铜(Cu)之间属于二元互不固溶体系,然而结合了Mo的高温硬度和强度以及Cu的导电导热等优异性能的Cu-Mo复合材料却在电触头、散热元件等领域有着重要的应用。存在的问题是Cu-Mo之间的固溶度极低,难以实现合金化,从而极大地限制了Cu-Mo复合材料优异性能的发挥。该研究尝试采用强流脉冲电子束(HCPEB)技术实现Cu-Mo互不固溶体系的合金化,从而达到改善材料表面力学性能的目的。利用HCPEB辐照预制Mo涂层粉的Cu基体进行辐照,研究不同脉冲次数对样品固溶度、相结构和表面硬度的影响。结果表明,HCPEB辐照可以有效提高Cu-Mo互不固溶体系的固溶度,15次辐照后,Mo在Cu基体中的固溶度达到最高;随辐照次数增加,Cu(Mo)固溶体受热脱溶影响导致合金层中的固溶度反而有所降低。微观结构图像显示,15次HCPEB辐照后样品表层中可观察到大量的球形以及摩尔形态的Mo颗粒;当辐照次数增加到35次后,Mo颗粒大多倾向于分布在晶体缺陷处,且脱溶析出的Mo颗粒与基体存在一定的取向关系。性能测试结果表明,HCPEB合金化处理后Cu(Mo)合金化表层的硬度与辐照次数呈统一变化趋势,即随辐照次数增加显著提升,固溶强化、位错强化和弥散强化机制的共同作用是合金化表层性能改善的原因之所在。
关键词:强流脉冲电子束;Cu-Mo;固溶度;微观组织;表面显微硬度
基金资助:国家自然科学基金项目(52001273); 江苏省自然科学基金项目(BK20201062)