原位CNTs-Al2O3增强铜基复合材料

强度与导电兼得

通过原位CVD生长和热挤压实现CNTs在铜基体中的均匀分散与强界面结合，克服了传统粉末冶金中CNTs团聚和界面弱的问题，在保持高导电性的同时大幅提升力学性能。

Fanfan, Zhou · 陈小鸿 · 刘萍

Journal of Materials Research and Technology 2025

具体参数

极限抗拉强度

{'zh': '436', 'en': '436'} MPa

硬度

{'zh': '136.4', 'en': '136.4'} HV

延伸率

{'zh': '8.5', 'en': '8.5'} %

电导率

{'zh': '88.46', 'en': '88.46'} %IACS

技术优势

强度翻倍

CNTs与Al2O3均匀分散并与铜基体形成强界面结合，发挥细晶强化、Orowan强化、位错强化和载荷传递多种机制，使抗拉强度达到436±5 MPa，远超纯铜。

导电不降

原位生长的CNTs与基体结合良好，减少界面电子散射，使复合材料在强度大幅提升的同时电导率仍达88.46±0.84 %IACS，适合需要高强度高导电的场合。

工艺可放大

原位CVD生长结合快速热压烧结和热挤压，流程简单，无需复杂设备，适合大规模生产，为工业制造高强度高导电复合材料提供了设计策略。

应用场景

• 轻量化结构材料：用铜基复合材料替代部分钢件，减重的同时保持高强度。
• 高导电铜合金：在保持高电导率的同时提升强度，满足导电部件承载要求。
• 电接触材料：高强高导且硬度提升，可延长电触点在反复接触下的寿命。
• 热管理材料：高电导率伴随良好导热，适用于散热结构件。