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【分享】XRD在复合材料中的应用

li8888lili8888

2012/10/31
《分析科学学报》

X射线衍射仪（XRD）

为确定SiC颗粒表面包裹的Cu是否以结晶相形式存在，对镀铜后的SiC/Cu复合粉体进行X射线衍射。图1 为包裹SiC粉体的XRD，通过XRD曲线可以得知，SiC颗粒表面包裹了Cu，且铜峰比较高，这进一步说明了SiC粉体表面确实镀了一层很厚的铜，并且铜峰很尖锐，并且未出现馒头峰或比较陡缓的峰，这表明镀铜层呈现较好的结晶性，Cu在SiC颗粒表面是以微晶体的形式存在，其次Cu和SiC的衍射强度都很高，说明主要成分为SiC和Cu，未检测到 CuO存在，这说明镀铜效果是很好的。其各峰的晶面指数如图所示。

图2 SiCp/Al金属陶瓷的XRD分析

图1 SiC_p/Cu复合粉体XRD

图2为SiCp/Al金属陶瓷的XRD分析图谱/由图可以看出，SiCp/Al金属陶瓷中存在四种不同的相，分别是:SiC、CuAl₂、AlCu 、Cu₉Al₄。各相的含量分别为SiC 32.95%，CuAl₂ 44.22%，AlCu 8.57%，Cu₉Al₄ 14.26%，没有发现Al₄C₃等有害界面相的存在，这是由于被Cu包覆的SiC无法与熔融的铝液接触，起到阻隔层的作用。

铜铝容易冶金结合形成复合层。铜/铝复合层的形成主要是铜与铝的界面反应和相互扩散的结果，复合界面的冶金结合是通过接触面上金属的熔化和扩散过程实现的,会在两种金属中形成扩散层，在界面上还形成金属间化合物。铜铝相互作用时，金属间化合物的生长速度很快。,Cu-Al合金相图可知，在含铜42%，800℃下，应该有的产物为γ2-Cu₉Al₄_，CuAl₂、AlCu，这也就验证了无Al单质的存在的原因。铜铝复合的界面性能主要由过渡层的厚度及界面组成相的性质决定。化合物两太少，界面结合太差，它将不能有效地传递载荷、导热、导电，因而不能充分发挥基体和增强体的综合作用。在温度较高的情况下，过渡层变厚导致界面结合性能下降。这类金属间化合物仍具有金属特性，耐热性好，硬度高，耐磨损，但导电性相对于金属较差。

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iangie

第1楼2012/11/06

应助达人

楼主的头像是对本文的评价吗?

0

li8888lili8888

第2楼2012/11/06

是呀
iangie(iangie) 发表:楼主的头像是对本文的评价吗?

0

gam7788521

第3楼2012/11/07

这种材料的晶型确实不错。

0

li8888lili8888

第4楼2012/11/07

比较规则
gam7788521(gam7788521) 发表:这种材料的晶型确实不错。

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iangie

第5楼2012/11/07

应助达人

首先这帖子图1和图2放反了....

"图1 为包裹SiC粉体的XRD，通过XRD曲线可以得知，SiC颗粒表面包裹了Cu"
=======
XRD只能给出物相不能证明"包裹". 我直接用SiC跟Cu粉混在一起扫XRD也能得到类似的谱.

"且铜峰比较高，这进一步说明了SiC粉体表面确实镀了一层很厚的铜"
=======
若果真是这样 X射线是无法穿透那层"很厚的Cu"的. 楼主是否计算过X射线在Cu中的穿透厚度?

"这表明镀铜层呈现较好的结晶性，Cu在SiC颗粒表面是以微晶体的形式存在"
=======
这不是矛盾吗? 到底是"较好的结晶性"还是"微晶体"?
金属Cu呈金属晶体不是再正常不过的事情吗? 你要能做出非晶铜包裹才是水平呢~

楼主不会是论文审稿人吧?

0

li8888lili8888

第6楼2012/11/07

首先谢谢你的回复，文中的图标确实有点问题，我已修正。对于你的问题我来回答：

XRD只能给出物相不能证明"包裹". 我直接用SiC跟Cu粉混在一起扫XRD也能得到类似的谱.

包裹是要看sem的，你提的很好，这只是我文章的一部分，我采用化学镀铜的方法，只是剪辑过来，所以图标才会错。

铜峰比较高，这说明了SiC粉体表面确实镀了一层铜，这是建立在颗粒度，直径测量的基础上的，所以原文是进一步证实。

到底是"较好的结晶性"还是"微晶体" ？？？说的对象不同，一个是复合粉体，一个是铜的晶形，没有必然性。

再次感谢！！！
iangie(iangie) 发表:首先这帖子图1和图2放反了....

"图1 为包裹SiC粉体的XRD，通过XRD曲线可以得知，SiC颗粒表面包裹了Cu"
=======
XRD只能给出物相不能证明"包裹". 我直接用SiC跟Cu粉混在一起扫XRD也能得到类似的谱.

"且铜峰比较高，这进一步说明了SiC粉体表面确实镀了一层很厚的铜"
=======
若果真是这样 X射线是无法穿透那层"很厚的Cu"的. 楼主是否计算过X射线在Cu中的穿透厚度?

"这表明镀铜层呈现较好的结晶性，Cu在SiC颗粒表面是以微晶体的形式存在"
=======
这不是矛盾吗? 到底是"较好的结晶性"还是"微晶体"?
金属Cu呈金属晶体不是再正常不过的事情吗? 你要能做出非晶铜包裹才是水平呢~

楼主不会是论文审稿人吧?

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hlyhaha

第7楼2012/11/07

我们用的是XRF.不过还是值得一看.

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小莫

第8楼2012/11/07

请教楼主一个问题。楼主是怎么看出Cu是微晶体的？

0

li8888lili8888

第9楼2012/11/07

一个是定量的，一个定性
hlyhaha(hlyhaha) 发表:我们用的是XRF.不过还是值得一看.

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li8888lili8888

第10楼2012/11/07

你好，你可以看看我的其他有关复合材料的sem的帖子
小莫(sarah_winter) 发表:请教楼主一个问题。楼主是怎么看出Cu是微晶体的？

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