氧化铝和铜界面掺杂及对弥散强化铜性能的影响

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本文进行了弥散强化铜复合材料的制备与性能研究。目的在于研究不同成分的弥散强化铜材料,制备新一代弥散强化铜复合材料。  首先在不同的成分配比下采用高能球磨的方式制备弥散强化铜合金粉体,对不同成分的弥散强化铜粉体进行了不同含量的Ag掺杂,分析不同成分下材料的力学与电学性能,并与传统的弥散强化铜产品进行对比;其研究方法为:通过高能球磨制备弥散强化铜粉体,之后进行粉体还原、压制烧结、热挤压致密化,最后进行样品力学与电学性能的检测分析。  其次,运用磁控溅射方法分析界面偏聚对弥散强化铜导电性能的影响,通过在导电玻璃上沉积不同厚度的铜和氧化铝薄膜。沉积时通过掩模板的作用使氧化铝均与的分散在铜薄膜的表面,并同时在铜和氧化铝薄膜之间镀银,控制他们的厚度,测试其对薄膜性能的影响。  本论文得出了以下结论:  (1)氧化铝颗粒随着弥散强化铜制备工艺的进行,在还原和烧结的过程中,固溶进铜基体的氧化铝会产生析出的现象,随着温度的升高,氧化铝的颗粒出现长大;  (2)银掺杂对析出氧化铝的长大有抑制作用;  (3)铜在溅射功率为140W时,时间小于5分钟时,其沉积率为3.62nm/s;当沉积时间大于5min时,其沉积率为1.054nm/s;  (4)铜的磁控溅射在功率为140W时,其薄膜的性能最好;  (5)在没有掺杂银的Cu-Al2O3-Cu模型中,薄膜的电导率随氧化铝掺杂量的减少而增加,但是增加到一定的程度后,不再随着氧化铝的减少而增加;  (6)在掩模板的作用下,当通孔表面积一样,溅射时间一样时,即掺杂量一样时,分散性越好的其电学性能越好;  (7)在Cu-Al2O3-Ag-Cu模型中,分析得出其电导率与银和氧化铝薄膜的厚度、面积以及银在铜和氧化铝接触面富集的关系为,当厚度、面积以及氧化铝富集的增加都将降低该三明治模型电学性能的降低。
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