激光粉末床熔融制备氧化钇增强CuCr复合材料：微观结构、性能与强化机制

本文通过激光粉末床熔融（LPBF）技术将Y2O3纳米颗粒引入CuCr合金，成功制备出高致密度（99.4%）、高强度（691.6 MPa）与高导电性（79.6% IACS）的复合材料。研究揭示了时效处理对Cr纳米析出相与Y2O3颗粒协同强化的作用机制，为高性能铜基复合材料的开发提供了新思路。

　　

Highlight

本研究通过喷雾干燥与预烧结法制备了流动性优异的球形Cu-0.7Cr-2Y₂O₃复合粉末，并采用激光粉末床熔融（LPBF）技术成功制备出相对密度达99.4%的复合材料。时效处理后，Y₂O₃颗粒（平均46.7 nm）保持稳定分布，而Cr纳米析出相（平均7.3 nm）大量析出并与基体形成共格界面，实现强度与导电性的协同提升。

Microstructural evolution of CuCr-Y₂O₃ composites

如图13示意图所示，喷雾干燥制备的复合粉末中Y₂O₃颗粒在粉末内外均匀分布。LPBF过程中，Y₂O₃掺杂显著提升激光吸收率，促进熔池稳定形成。时效处理后，固溶Cr元素完全析出，而Y₂O₃颗粒的高热稳定性有效抑制高温下组织粗化。

Conclusions

1. 1.

   采用较低激光功率（250 W）成功制备高致密CuCr-Y₂O₃复合材料；

2. 2.

   时效处理（460°C/1.5 h）后获得峰值性能：抗拉强度691.6 MPa、延伸率21.5%、电导率79.6% IACS；

3. 3.

   优异性能源于Cr析出相剪切机制与Y₂O₃颗粒Orowan机制的协同作用，且Y₂O₃对电子散射影响极小。