强化机理

目前有关研究认为，纳米颗粒增强铜基摩擦片的增强机理主要有弥散强化、 细晶强化、淬火硬化和加工硬化。
①弥散强化

熔点较高的纳米粒子弥散分布在铜基体内，作为第二相，能有效地阻碍位错 运动和晶界滑移，从而提高材料的强度和耐热性［岡。根据Orawan强化理论，位错 遇到颗粒时会绕过颗粒，位错运动的阻力增大，材料变形抗力增加；基体中颗粒 含量越多、颗粒粒径越小，对材料的弥散强化效果越突岀［93J07］o

采用原位反应法制备的TiB2/Cu摩擦片，第二相纳米颗粒TiB2与铜基体形 成“内晶型”复合结构，从而与基体之间保持共格关系，结合牢固，在晶体内部形成 次界面，钉扎位错，有利于提高力学性能阳】。复合电铸工艺制备的纳米SiC弥散 增强铜基摩擦片，纳米SiC在基体中可起到弥散强化作用，能有效提高复合材 料的硬度卩。5】。
②细晶强化

铜基体中弥散分布的纳米SiC能限制和阻碍铜晶粒长大，细化了铜晶粒，对 材料起到细晶强化的作用［心】。对于粉末冶金法制备的铜基纳米摩擦片，在烧结 过程中，弥散分布在铜基体中的纳米A1N颗粒对致密化以及晶粒长大都有阻碍作 用卩叨。内氧化法制备的纳米AI2O3增强铜基摩擦片，因纳米AI2O3细化了晶粒, 晶粒边界和亚晶界增加，从而阻止再结晶形核，提高了材料的软化温度［106J07］o
③淬火硬化

淬火硬化是由于强化颗粒与基体的热膨胀系数不同而引起内应力和位错增 殖，从而实现对材料的强化。雷秀娟等㈣用镶嵌残余应力模型解释了 A12O3-Cu纳 米摩擦片的强化机理。由于纳米颗粒与基体之间存在的热膨胀系数失配，纳米 AI2O3粒子在晶界的法线方向上造成压应力，强化了晶界。同时，第二相颗粒造成 晶粒内部切线方向的拉应力，是裂纹倾向于朝颗粒处发展，使材料的断裂方式由 沿晶转变为穿晶。