原位（TiB2+Al2O3）/Cu复合材料的磨损性能分析(3)
研究材料表明原位（TiB2+ Al2O3）/Cu复合材料的制备方法有以下几种：原位生长复合法和原位反应复合法。原位铜基复合材料的制备方法还有塑形变形复合法是指往铜中加入过量的过渡族金属（Fe,Cr,Ta,V,Nb等），使其以单质形式呈枝晶状结构存在于凝固态合金中，从而制的两相复合体的制备方法[14]。获得枝晶组织之后可对所制备的合金进行大量的塑性变形，使得枝晶结构断裂变形，成为纤文增强原位复合材料。令某些在在铸态下不能与铜互溶或只有极小的一部分能够相互溶解形成合金相的过渡族金属，通过一定条件的热处理、塑形变形等加工，使第二相呈短小枝晶或颗粒状，弥散分布在基体当中，提高增强材料的强度，形成具有高使用性能的材料。
原位生长法[15]是指利用共晶合金的定向凝固，在基体中形成定向排列的纤文状增强体的制备方法。对于一些偏离共晶成分，在一定的条件下能够发生包晶、偏晶反应的合金也可以利用原位生长法进行原位铜基复合材料的制备。原位生长复合法是利用定向凝固能够很好的控制晶粒的取向、位置和排列，减少横向晶界，从而提高材料的纵向力学性能。
由于原位生长复合法需用到定向凝固等技术工艺较难控制以及塑形变形复合法的原材料造价较高，适合的体系十分有限，目前研究的还不是很深入广泛，投入的运用也较少[15]。现在对于铜基复合材料的制备多采用原位反应复合法，即在铜基体中通过元素之间或元素与化合物之间发生放热反应生成增强体，其包括：氧化还原法和紊流混合原位制备法：
（1） 氧化还原法，是目前在实验实用于研究和制备试样最受欢迎的一种方法。
（2） 紊流混合原位制备[17]，指在一定条件下，利用母合金熔炼过程中发生的化学反应来制备增强提的方法。
这类复合材料的增强体与基体间不存在界面污染并且与基体有极好的相容性，通过材料热力学来控制反应发生，并且生成的增强体具有分布均匀、颗粒细小的特点，从而通过弥散强化等作用提高材料的强度和硬度，使之更加耐磨损。保证了材料高导电性、高强度。
1.3原位（TiB2+ Al2O3）/Cu复合材料的摩擦磨损性能及影响因素
1.3.1几种材料增强铜基复合材料的摩擦磨损性能
由于铜基复合材料具有良好的的导电、导热性和减磨、耐磨、耐腐蚀的特性，经常用作耐摩擦、减磨材料、电接触材料以及机械零件材料[18]。为了拓展铜基复合材料的使用范围，材料摩擦磨损性需要进一步改善。首先简要介绍几种类型的铜基复合材料的摩擦磨损性能：
Cu-C纤文增强复合材料。C纤文是最常见的增强纤文，不仅由于其具有高比强度、比模量、良好的导电导热性能，而且碳纤文具有低的热膨胀系数，比表面积大，结构致密缺陷少，自润滑良好[19]。由于金属铜较软韧，所以在摩擦的过程中极易磨损，磨损率大。在磨损进程中，金属铜逐渐消耗，碳纤文裸露。这时，主要由C纤文承担载荷，C纤文保护金属基体，减少磨损。继续磨损进程，碳纤文消耗，磨成小颗粒在金属表面形成自润滑，降低磨损率。
颗粒增强铜基复合材料。在金属铜或其合金中弥散分布有些硬质小颗粒，通过增加界面，弥散强化等作用在不损失导电、导热性能的情况下，增加金属的耐磨性能，提高硬度。常见的增强颗粒有TiC颗粒、Al2O3颗粒、WC颗粒、La2O3颗粒。其共同之处，高的硬度，良好的力学性能。同碳纤文增强复合材料一样，是由较软的基体首先被磨损然后增强颗粒承担较大的载荷，减少磨损率。
石墨-铜基复合材料。石墨为层状结构，有良好的导电性、润滑性，耐摩擦，并且石墨性质稳定不易与其他化学物质发生反应。石墨层内原子结合牢固，而层间原子结合力较低，摩擦时容易发生层错，所以具有一定的润滑性，则石墨-铜基复合材料比纯的基体材料的更加耐磨。然而石墨本身质软，经分析以及资料表明，石墨铜基复合材料中石墨的含量有一个临界值，超过这个临界值，材料的磨损率就会上升，材料耐磨性能降低[20]。
下一篇：超细碳化物硬质合金的制备研究