氧化铝物料粒轻化铜材溷合设施炸开粉末烧点实验探讨.doc

氧化铝物料粒轻化铜材混合设施炸开粉末烧点实验探讨实验结果及分析爆炸压实后，取出样品用阿基米德法测量压实坯致密度，再在真空炉内850烧结2h・用HHAUSER半自动维氏硬 度计测定试样硬度，用电子探针观察微观组织，断口扫描用JSM5600LV式扫描电镜球磨时间对粉末混合均匀程度的影响从中可以看出，颗粒之 间没有发生相变，并且随着球磨时间的增加，粉末分布逐渐趋于 均匀化当球磨时间为25h时，由粒子分布可以看出其局部粒子 仍然处于聚集状态，还没有完全分散开来；当球磨时间为50h时, 则不存在这种现象，WC和A12O3颗粒分布已经比较均匀了对压实坯致密度的分析爆炸时粉末所受到的爆炸压力为<9>p=0v2dK+10v2d4式中：0为结晶炸药的密度；vd为炸药爆速 在爆炸压实的试验中，随着装药密度和爆速的增加，爆炸压力单 调增加在本实验中，选用了两种填充密度的炸药粉末压实后 的压实坯致密度如所示从可以看出，3、4号炸药填充密度e=l. Og/cm3,其爆炸压实 后得到的样品，相比1、2号炸药填充密度有下降的趋势这种特 点表明了压制过度的后果：过大的装药密度导致较高的爆速，当 很强的冲击波通过粉末时，此时反射的稀疏波也较强烈，以致由 压缩波形成的颗粒间的结合受到破坏。

这就使材料发生局部不粘 结的现象，因而压实的密度较小另外还可以发现，2号的炸药填充厚度20mm比1号填充厚度 lOmni的爆炸压实坯致密度要稍微大一些这主要是由于当炸药填 充厚度增大时，药粉比R增大，对粉末作用时间越长，可以更好 地压实粉末但是3、4号恰好相反，由于爆速较大，而炸药量又 过多，在压坯中心会合产生马赫反射<10>,引起了中心孔洞和裂 纹，导致致密度下降球磨时间长的较球磨时间短的致密度要高一些这是因为随 球磨时间的延长，几种粉末分布逐渐均匀，相均匀混合对爆炸烧 结有利从试验结果来看，压实样品的致密度大部分都保持在96% 以上，这说明WC和A12O3两种粉末同时作为增强基，仍然可以压 实出有很高致密度的实体材料压实坯还必须经过退火热处理，使粉末颗粒在爆炸压实过程中形成的结合，在高温下通过形成烧结颈而转变为晶体结合对 于退火温度的控制，虽然复合材料是两种颗粒增强体，但由于WC 和A12O3两种物质都比较稳定，因此不必考虑在高温下他们之间 会发生化学反应或分解在本实验中，铜是塑性材料，在爆炸烧结的过程中颗粒间发 生相互碰撞、孔隙塌缩，从而颗粒表面发生焊接但是对于管内 的粉末体系来说，在实验的抽真空过程中形成了低压，但还有少 量的气体存在，在爆炸烧结的过程中，不能够脱离出粉末体系， 就会在冲击波作用下作为高压气体存留在爆炸烧结后的压实坯 中。

那么压实坯内存在的空隙就有少量的气体存在，在退火过程 中，这些气体在高温下受热膨胀，在内部无法弥散出压实坯的情 况下，就会挤压周围介质，形成鼓泡，导致压实坯致密度下降对材料进行硬度测试，其硬度值为HV200左右，比纯铜的硬 度要高出许多，这说明Cu基体中细小的WC、A12O3颗粒起到了弥 散强化的作用而相同条件下WC=O. 08或A1203=0. 03两种Cu基 复合材料的硬度都保持在HV150以下，这说明两种颗粒都同时起 到了弥散强化增强硬度的效果用两种颗粒同时作为增强基进行试验，从爆炸压实坯的各种 性能分析可以得出：两种颗粒同时作为增强基，仍然可以得到较 高致密度的压实坯，并且保持了单种颗粒作为增强基时材料所具 有的韧性性能，另外两种颗粒能够同时起到弥散强化的作用，复 合材料硬度的提高是两种颗粒同时作用的结果结论采用机械合金化法制粉，用爆炸粉末烧结法制取的WC、A12O3颗粒同时增强Cu基复合材料进行了探索性的研究爆炸烧 结得到了致密度96%以上的压实坯，并在此基础上细致地分析了压 实坯致密度的影响因素对复合材料进行了定性的性能分析，结 果表明用这种方法可以制取质点均匀、硬度较高的铜基复合材料, 其平均硬度为HV200左右，是两种颗粒同时起弥散强化作用的结 果。

并且在成功制取多种颗粒增强金属基复合材料的同时，实现 两者性能的优势互补的基础上，材料保持了原有单种颗粒作为增 强基时所具有的韧性。