NGHIÊN CỨU ẢNH HƯỞNG CỦA CÁC THÔNG SỐ CÔNG NGHỆ ĐẾN TÍNH CHẤT VÀ TỔ CHỨC TẾ VI
4.2.4 Ảnh hưởng của các thông số công nghệ đến độ dẫn điện của vật liệu
Với phương pháp đo độ dẫn điện của vật liệu như đã giới thiệu trong chương 3, đã tiến hành nghiên cứu khảo sát khả năng dẫn điện của các mẫu vật liệu tổ hợp Cu - Al2O3
chế tạo bằng phương pháp cơ - hóa với các chế độ công nghệ ép - thiêu kết khác nhau. Kết quả đo độ dẫn điện của vật liệu tổ hợp Cu - 5vol.%Al2O3 được thể hiện trong bảng 4.6. Kết quả này cho thấy, khi có pha Al2O3 phân tán trong nền Cu, thì độ dẫn điện của vật liệu tổ hợp Cu - 5vol.% Al2O3 giảm rất nhiều so với độ dẫn điện của Cu nguyên chất. Điều đó chứng tỏ rằng pha Al2O3 phân tán hóa bền nền Cu rất tốt, nhưng lại làm giảm mạnh khả năng dẫn điện của vật liệu tổ hợp Cu - Al2O3. Qua đó, cho thấy khi có sự phân tán của pha nano Al2O3 đối với vật liệu tổ hợp Cu - 5vol.% Al2O3, độ dẫn điện của mẫu sản phẩm vật liệu tổ hợp Cu - 5vol.% Al2O3 giảm nhiều so với độ dẫn điện của Cu nguyên chất.
71
Đánh giá ảnh hưởng của các thông số công nghệ ép - thiêu kết đến độ dẫn điện của vật liệu tổ hợp Cu - 5vol.%Al2O3 (hình 4.12, 4.13, 4.14, 4.15):
Trên hình 4.12, cho thấy sự ảnh hưởng của các thông số công nghệ ép - thiêu kết đến độ dẫn điện của mẫu vật liệu tổ hợp Cu - 5vol.%Al2O3 khi thay đổi nhiệt đột thiêu kết và thời gian thiêu kết, áp lực ép không đổi.
a) Áp lực ép 200 MPa b) Áp lực ép 300 MPa c) Áp lực ép 400 MPa
Hình 4.12 Ảnh hưởng của các thông số công nghệ ép - thiêu kết đến độ dẫn điện của vật liệu tổ hợp Cu - 5vol.%Al2O3 khi thay đổi nhiệt đột thiêu kết và thời gian thiêu kết, áp lực ép không đổi
Trên hình 4.13, cho thấy sự ảnh hưởng của các thông số công nghệ ép - thiêu kết đến độ dẫn điện của mẫu vật liệu tổ hợp Cu - 5vol.%Al2O3 khi thay đổi áp lực ép và thời gian thiêu kết, nhiệt độ thiêu kết không đổi.
72
a) Nhiệt độ thiêu kết 7000C b) Nhiệt độ thiêu kết 8000C c) Nhiệt độ thiêu kết 9000C
Hình 4.13 Ảnh hưởng của các thông số công nghệ ép - thiêu kết đến độ dẫn điện của vật liệu tổ hợp Cu - 5vol.%Al2O3 khi thay đổi áp lực ép và thời gian thiêu kết, nhiệt độ thiêu kết không đổi
Trên hình 4.14, cho thấy sự ảnh hưởng của các thông số công nghệ ép - thiêu kết đến độ dẫn điện của mẫu vật liệu tổ hợp Cu - 5vol.%Al2O3 khi thay đổi nhiệt đột thiêu kết và áp lực ép, thời gian thiêu kết không đổi.
a) Thời gian thiêu kết 1h b) Thời gian thiêu kết 2h c) Thời gian thiêu kết 3h Hình 4.14 Ảnh hưởng của các thông số công nghệ ép - thiêu kết đến độ dẫn điện của vật liệu tổ hợp Cu - 5vol.%Al2O3 khi thay đổi nhiệt đột thiêu kết và áp lực ép, thời gian thiêu kết không đổi
73
a) b) c)
Hình 4.15 Sự phụ thuộc của độ dẫn điện vào các thông số công nghệ ép - thiêu kết khi tổng hợp vật liệu tổ hợp Cu-5vol.%Al2O3
a- Quan hệ giữa độ dẫn điện và áp lực ép
b- Quan hệ giữa độ dẫn điện và nhiệt độ thiêu kết c- Quan hệ giữa độ dẫn điện và thời gian thiêu kết
Từ đồ thị hình 4.15a, ta nhận thấy rằng, áp lực ép tăng trong khoảng từ (200 ÷ 400) MPa có ảnh hưởng rất mạnh đến việc làm tăng độ dẫn điện của vật liệu tổ hợp Cu - Al2O3,.
Trong khi đó từ hình (4.15b và 4.15c) ta nhận thấy, nếu thiêu kết ở nhiệt độ cao thì độ dẫn điện của vật liệu tổ hợp Cu - Al2O3 sẽ giảm mạnh, thời gian thiêu kết ảnh hưởng không nhiều đến khả năng dẫn điện của vật liệu. Điều đó có thể lý giải do độ cứng của vật liệu tổ hợp giảm và độ xốp tăng (mật độ giảm). Điều đó chứng tỏ rằng, độ cứng và độ xốp của vật liệu tổ hợp Cu - Al2O3 có mối tương quan nhất định đến khả năng dẫn điện của vật liệu và phụ thuộc rất nhiều vào các thông số công nghệ ép - thiêu kết trong quá trình tổng hợp chế tạo vật liệu tổ hợp Cu - Al2O3.
Như đã khảo sát ảnh hưởng của các thông số công nghệ trong quá trình ép - thiêu kết đến độ dẫn điện của vật liệu tổ hợp Cu - Al2O3, áp lực ép tăng trong khoảng (200 ÷ 400) MPa thì độ dẫn điện của mẫu vật liệu tổ hợp Cu - 5vol.%Al2O3 tăng lên, nhưng khi nhiệt độ thiêu kết cao và thời gian thiêu kết kéo dài sẽ làm giảm độ độ dẫn điện của mẫu vật liệu tổ hợp Cu - 5vol.%Al2O3.
Kết quả phân tích ở trên cho thấy hoàn toàn phù hợp với nhận định là khi có sự xuất hiện pha phân tán nano Al2O3 trong nền Cu sẽ làm giảm độ dẫn điện của vật liệu tổ hợp nền Cu cốt hạt phân tán nano Al2O3. Qua đó, khẳng định sự xuất hiện của pha nano Al2O3
đã ảnh hưởng rất mạnh đến việc làm giảm độ dẫn điện của vật liệu tổ hợp Cu - Al2O3. Vì thế, khi nghiên cứu tổng hợp chế tạo vật liệu tổ hợp Cu - Al2O3 việc lựa chọn hàm lượng pha Al2O3 có ý nghĩa quan trọng đến tính ứng dụng của vật liệu tổ hợp nền Cu - Al2O3 ứng dụng trong kỹ thuật điện.
74