《表1 添加不同质量分数Ce的Cu–Al2O3复合材料力学性能》

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《稀土元素Ce对Cu–Al_2O_3复合材料组织及性能的影响》

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添加不同质量分数Ce的Cu–Al2O3复合材料的硬度、抗拉强度、断面伸长率及导电率等力学性能如表1所示。可以看出，在Cu–Al2O3复合材料中添加微量稀土Ce后，复合材料的硬度与抗拉强度明显提高。在弥散强化复合材料中，强化机制主要为弥散强化与细晶强化，稀土Ce加入后，Al2O3陶瓷颗粒细小而均匀的分布在基体中，团聚现象减弱，颗粒数量增加。根据Orowan机制，位错环数量与弥散颗粒数量呈正相关，位错环数量的增加引起弥散强化，促使复合材料力学性能显著提高。向复合材料中继续添加稀土Ce，材料的硬度与抗拉强度并未像之前一样有明显提高，这说明复合材料的弥散强化并不取决于稀土Ce的含量，而是在于稀土元素是否存在。李斌等[2]发现在复合材料中稀土含量的增加甚至会造成力学性能的下降。这是因为稀土Ce并未直接参与强化过程，而是改善了Cu–Al2O3的结合情况。其原因如下，Al2O3颗粒团聚过程的吉布斯自由能变（d G）可以用式（1）表示。