TEM Characterization and Properties of Cu-1 wt.% TiB2 Nanocomposite Prepared by Rapid Solidification and Subsequent Heat Treatment

كامپوزيت مس ماتريس تقويت شده توسط 1درصد وزني ذرات TiB2 با استفاده از واكنش درجا مس 4/1 درصد وزني Ti و مس 7/0 درصد وزني بور توسط انجماد سريع و عمليات حرارتي پس از آن به مدت 1-20 ساعت در 900 درجه سانتي گرادتهيه شد. ميكروسكوپ الكتروني عبوري با وضوح بالا (HRTEM) نشان داد كه ذرات TiB2 اوليه در مس مايع تشكيل شده اند. عمليات حرارتي از نمونه هاي منجمد منجر به تشكيل ذره TiB2 ثانويه از طريق تجزيه spinodal منطقه غني از تيتانيوم در داخل دانه ها شد. خواص مكانيكي (پس از كاهش 50? در منطقه) و همچنين هدايت الكتريكي كامپوزيت پس از عمليات حرارتي مورد بررسي قرار گرفت و با مس خالص مقايسه شد. نتايج نشان داد كه با توجه به تشكيل ذرات ثانويه TiB2 در ماتريس، هدايت الكتريكي همراه با سختي تا 10 ساعت رفتار گرمايي افزايش يافته است و به ترتيب به 65 درصد IACS و 155 HV رسيد،. علاوه بر اين، حداكثر نهايي (به عنوان مثال 580 مگاپاسكال) و عملكرد (به عنوان مثال 555 مگاپاسكال) استحكام كامپوزيت در اين زمان بدست آمد.

Copper matrix composite reinforced by 1wt.% TiB2 particles was prepared using in situ reaction of Cu-1.4wt.% Ti and Cu-0.7wt.% B by rapid solidification and subsequent heat treatment for 1-20 hrs at 900?C. High-resolution transmission electron microscopy (HRTEM) characterization showed that primary TiB2 particles were formed in liquid copper. Heat treatment of as-solidified samples led to the formation of secondary TiB2 particles via spinodal decomposition of titanium-rich zone inside the grains. Mechanical properties (after 50% reduction in area) as well as electrical conductivity of composite were evaluated after heat treatment and were compared with those of pure copper. The results indicated that, due to the formation of secondary TiB2 particles in the matrix, electrical conductivity increased along with hardness up to 10 hrs of heat treatment and reached 65% IACS and 155 HV, respectively. Moreover, the maximum ultimate (i.e. 580 MPa) and yield (i.e. 555 MPa) strengths of composite were achieved at this time.