彌散強化銅

加入超細的彌散相粒子以獲得強化效果的銅。常簡稱為DS銅。所添加的顆粒細小、分布均勻的彌散強化相粒子，起到阻擋位錯運動、增加材料屈服強度的作用；彌散強化還保證材料高溫下的強度，并有利于材料在高溫下暴露較長時間后還能保持其大部分的室溫強度。另外，在提高力學性能的同時，銅的電導性和熱導性并不顯著降低，這種力學性能和物理性能二者兼顧的特性，使Ds銅明顯地優(yōu)于一般固溶強化或沉淀硬化的銅合金，因而受到人們的重視，20世紀60年代以來得到較快的研究和發(fā)展。

簡史 1913年，羅杰斯和蘭米爾首先在鎢中加入ThO2是人們所熟知的彌散強化材料之始；1946年，發(fā)明了燒結鋁(Al+A1203)后，人們開始對銅、鎳等熔點較高金屬的彌散強化發(fā)生興趣。50～60年代，美國發(fā)明了彌散強化的TD鎳，此后，許多國家也陸續(xù)發(fā)表了在實驗室條件下探討銅的彌散質點選擇、性能、制造方法的研究報告。直到1973年，美國俄亥俄州克里夫蘭市斯考維爾銅加工公司以氧化劑為氧源，與低鋁銅合金粉末混合、進行內氧化處理生產彌散強化銅、并申請了專利后，彌散強化銅才開始進入工業(yè)生產實用階段。中國從70年代也開始研制彌散強化銅，并取得成功，現(xiàn)已投入生產。

分類 在各種彌散強化銅生產方法中，以產生金屬氧化物彌散相粒子的強化效果最好，其中又以A12O3的最為方便。1989年，美國公布了6種以A12O3為彌散粒子的DS銅，其牌號和化學成分見表1。

制備方法 彌散強化銅常采用粉末冶金工藝，用內氧化法生產，其工藝流程如圖。

流程中的氧化劑為含有Cu2O、Cu0和少量A1203的粉末，按低鋁銅合金粉末內氧化所需的氧量計算配入。

最大理論密度是DS銅的重要性能之一，可用不同工藝和加工成形方法使粉末致密化。

表1 美國DS銅的牌號和化學成分(％)

①包括銀在內；②所有鋁均以A12O3形式存在；③有0.04的氧以微量固溶于銅中或以cu2O的形式存在。

物理性能 Ds銅的性能因鋁含量高低或熱變形過程之不同而異。以常用的c15715和c15760棒材為例，其物理性能如表2所示。

表2 DS銅棒材的主要物理性能

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C15715和C15760DS銅棒材力學性能見表3。

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工藝性能c15715和c15760Ds銅均為非熱處理硬化合金，其退火溫度分別為550～680℃和650～980℃。Ds銅具有良好的冷加工性能，可進行軋制、拉伸、旋鍛、頂鍛、鐓粗、沖壓、滾壓螺紋等方法加工。但承受熱變形的能力有限，其熱鍛性約為鍛造黃銅的65％。DS銅具有良好的錫焊性、銅焊性和良好的電阻對焊性，但點焊和縫焊性能不好，不推薦采用氧乙炔焊或電弧焊。DS銅的切削性約為易切削黃銅的20％。一般清洗銅和銅合金的方法可用于DS銅。

用途DS銅可用于集成電路引線框架，二極管和白熾燈的引線，真空、微波和X射線管用元件(陰極、陽極、柵極、螺旋線和散熱片等)，斷路器，繼電器閘刀，開關，換向器，電刷彈簧等。

Ds銅由于生產工藝較為復雜，生產成本高，從而阻礙其推廣應用，尚待努力解決。

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