弥散强化
碳化物弥散强化铜基复合材料的研究
碳化物弥散强化铜基复合材料的研究一、本文概述随着材料科学技术的快速发展，铜基复合材料作为一种重要的工程材料，在航空航天、电子、能源、汽车等领域的应用日益广泛。
碳化物弥散强化铜基复合材料作为铜基复合材料的一种，凭借其优异的力学性能、导电导热性能以及良好的加工性能，成为了材料科学研究领域的热点之一。
本文旨在深入研究碳化物弥散强化铜基复合材料的制备工艺、组织结构与性能之间的关系，探讨其强化机制，为优化材料的性能和应用领域提供理论依据。
文章首先综述了国内外关于碳化物弥散强化铜基复合材料的研究现状和发展趋势，然后从材料的制备工艺出发，详细分析了碳化物的种类、形貌、尺寸及其在铜基体中的分布状态对复合材料性能的影响。
接着，文章通过实验和理论分析，深入探讨了碳化物弥散强化铜基复合材料的强化机制，包括细晶强化、位错强化、弥散强化等。
文章总结了研究成果，指出了研究中存在的问题和未来的发展方向，为碳化物弥散强化铜基复合材料的进一步研究和应用提供了参考。
二、碳化物弥散强化铜基复合材料的制备碳化物弥散强化铜基复合材料是一种通过引入碳化物颗粒来增强铜基体性能的新型复合材料。
其制备过程涉及到原料选择、粉末冶金、热处理和后期加工等多个环节，下面将详细介绍这一过程。
原料的选择是制备碳化物弥散强化铜基复合材料的关键。
一般来说，铜基体材料选用高纯度电解铜粉，以保证基体材料的优良导电性和塑性。
而碳化物增强相则可以根据需要选择如碳化硅（SiC）、碳化钛（TiC）等具有高硬度、高热稳定性的碳化物粉末。
接下来是粉末冶金过程，包括混合、压制和烧结等步骤。
在混合阶段，将铜粉和碳化物粉末按一定比例混合均匀，同时加入适量的成形剂和润滑剂，以提高压制过程中的成形性和烧结过程中的流动性。
混合后的粉末经过压制成型，形成所需形状的生坯。
然后在一定的温度和压力下进行烧结，使生坯中的粉末颗粒相互扩散和结合，形成致密的复合材料。
热处理是制备过程中的重要环节，其目的是消除材料内部的残余应力、提高材料的致密性和力学性能。
氧化物弥散强化铁基材料的制备及性能研究
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弥散强化名词解释
弥散强化名词解释
弥散强化（Diffuse Reinforcement）是一种学习理论，它描述
了一种学习模式，在这种模式中，奖励信号被弥散地分布在学习系统的各个组成部分中，从而促进整体的学习和进步。
弥散强化的概念源自生物学中的神经网络学习。
在神经网络中，信息被广泛地传播和储存，每个神经元都可以接收到来自多个神经元的输入，并将信息传递给其他神经元。
这种广泛的信息传递和反馈机制被认为是学习和记忆的基础。
在弥散强化理论中，奖励信号被广泛地传播和反馈给学习系统的各个部分。
这意味着学习不仅仅依赖于特定的奖励反馈，而是依赖于整个系统的整体进展。
当一个组成部分表现出良好的学习效果，整个系统就会得到强化，并且相邻的组成部分也会受到一定程度的正向影响。
这种反馈机制在整个学习过程中促进了整体的学习和进步。
弥散强化在许多领域都有应用。
在机器学习中，弥散强化可以用于改进神经网络的训练方法，通过在反向传播过程中将奖励信号传递给神经网络的各个层次，来优化整个网络的性能。
在教育领域，弥散强化可以用于设计更有效的教学方法，通过弥散地提供奖励信号，来促进学生的整体学习和进步。
在组织管理中，弥散强化可以用于改善团队合作和员工绩效，通过广泛地提供奖励和正向反馈，来促进整个组织的效率和创新能力。
总之，弥散强化是一种学习模式，它通过广泛地传播和反馈奖励信号，促进整个系统的学习和进步。
这种学习模式在神经网
络、机器学习、教育和组织管理等领域都有广泛的应用，可以帮助人们设计更有效的学习和提高方法。
弥撒强化PPT
4．压力加工
在生产弥散强化材料的过程中， 般采用热挤压工序 般采用热挤压工序。 在生产弥散强化材料的过程中，—般采用热挤压工序。热挤压可以提高材料 的密度，更重要的是使材料发生高速应变，贮存大量的能量而强化材料。 的密度，更重要的是使材料发生高速应变，贮存大量的能量而强化材料。
5．生产方法
除了上述主要方面的因素外， 除了上述主要方面的因素外，不同生产方法制取的弥散强化材料可以有不 同的性能。因此，在确定成分后，也要根据具体条件采用适当的生产方法。 同的性能。因此，在确定成分后，也要根据具体条件采用适当的生产方法。弥 散强化材料的生产方法很多，有内氧化法、机械混合法、表面氧化法、氧化— 散强化材料的生产方法很多，有内氧化法、机械混合法、表面氧化法、氧化 还原法、弥散相颗粒悬浮液沉积法、共沉淀法、 还原法、弥散相颗粒悬浮液沉积法、共沉淀法、粉末包覆法等
又如TD—Ni中加入 ％Cr， 中加入20％ ， 又如 中加入 不但能提高TD—Ni的强度， 的强度， 不但能提高 的强度 而且提高了抗氧化能力。 而且提高了抗氧化能力。 铬对TD—Ni抗氧化性的影 铬对 抗氧化性的影 响如图7—29所示。 所示。 响如图 所示
2．弥散相的几何因素和形态
弥散相的含量、粒度和较于间距互相是有联系的。 弥散相的含量、粒度和较于间距互相是有联系的。当含量一定 粒子愈细，则粒子数愈多，因而粒子间距也就愈小。 时，粒子愈细，则粒子数愈多，因而粒子间距也就愈小。这些 弥散相的几何因素是影响材料强度的重要因素。 弥散相的几何因素是影响材料强度的重要因素。克雷门斯 等研究了三者之间的关系， （W．S．Cremens)等研究了三者之间的关系，得出 ． ． 等研究了三者之间的关系
弥散强化
主要内容
1 2 3 4 5 弥散强化的定义 弥撒强化的发展历史 弥散强化的机理 影响弥散强化材料强度的因素 弥散强化材料的性能
颗粒增强复合材料的强度预测
复合材料的增强原理在复合材料中，由于增强体的形态不同，其增强原理也有很大差别，以下简要介绍几种复合材料的增强原理。
（1）弥散强化原理弥散增强复合材料是由弥散颗粒与基体复合而成。
其增强机理与析出强化机理相似，可用Orowan 机理及位错绕过理论来解释，见图1。
此时，载荷主要由基体承担，弥散微粒阻碍基体的位错运动。
微粒阻碍基体位错运动的能力越大，增强的效果越大。
在剪切应力的作用下，位错的曲率半径R 为i m b G R τ2/= (1)式中，G m 是基体的剪切模量，b 是柏氏矢量。
若微粒之间的距离为D f ，当剪切应力τi 大到使位错的曲率半径R=D f /2时，基体发生位错运动，复合材料产生塑性变形，此时剪切应力即为复合材料的屈服强度f m c D b G /=τ (2)假设基体的理论断裂应力为G m /30，基体屈服强度为G m /100，它们分别为发生位错运动所需剪应力的上、下限。
代入式（2）中得出微粒间距的上、下限分别为0.3μm 和0.01μm 。
当微粒间距在0.01~0.3μm 之间时，微粒具有增强作用。
若微粒直径为d ，体积分数为V p 、微粒弥散且均匀分布，根据体视金相学，有如下关系：)1()/32(2/12p p p p V V d D -= (3)代入式（2）即得：⎥⎦⎤⎢⎣⎡-=)1()/32(/2/12p p p m c V V d b G τ (4)显然，微粒尺寸越小，体积分数越高，强化效果越好：一般V p =0.01%~0.15%，d=0.01~0.1μm 。
（2）颗粒增强原理颗粒增强复合材料是由尺寸较大（>1μm ）的坚硬颗粒与基体复合而成。
其增强原理与弥散增强有区别，在颗粒增强复合材料中，虽然载荷主要由基体承担，但颗粒也承受载荷并与约束基体的变形、颗粒阻止基体位错运动的能力越大，增强效果越好。
在外载荷的作用下，基体内位错的滑移在基体-颗粒界面上受到阻滞，并在颗粒上产生应力集中，其值为：σσn i = (5)根据位错理论，应力集中因子为：b G D n m p /σ= (6)将上式代入式（5）得：b G D m p i /2σσ= (7)如果p i σσ=时，颗粒开始破坏，产生裂纹，引起复合材料变形，并令C G p p /=σ，则有： b G D c G m p pp i /2σσσ=== (8)式中，σp 为颗粒强度，c 为常数。
采用弥散强化钢(钢棒或线材)生产汽车结构件的可能性
采用弥散强化钢(钢棒或线材)生产汽车结构件的可能性L. Backer, P. Charlier B. Criqui, R. El HaïkSAFE 57300 HAGONDANGE (法国) (RNUR)雷诺专卖 92109 法国布伦市在最近的5年中，在机械工程尤其是汽车工业领域，SAFE正在开发一种新的低合金钢系列，即 METASAFE 钢，以往也被称作“长型材”(棒钢或线材)。
它们的主要特点表现为化学成分简单，在轧制或锻造状态下具有高的抗拉强度水平。
在这篇文章的第一部分，主要揭示这些钢的冶金机制；第二章着重从切削性、可锻造性、表面处理方面介绍它们的特点，及在应用中的冲击强度、韧性、疲劳抗力等特性；在最后部分是在汽车工业中的应用举例(轮毂、三角臂、反摇摆杆)，及阐述在汽车工业中的应用可能性。
微合金化钢(或弥散强化钢)的发展大约始于20年前，直到近几年，这些钢主要应用于板材和钢管，通常碳含量不超过0.20%，抗拉强度在800MPa。
自1978年以来，SAFE公司开始这类钢的长型材在机械工程领域中的商业化，即METASAFE钢[1]，其主要特征为在轧制或锻造状态下具有高的抗拉强度水平(从800到2000MPa)。
在开发这类钢在汽车构造的不用应用领域之前，也是本论文的主题，我们先回顾METASAFE钢设计的冶金原理和每种主要钢种的主要特征。
这些钢的基本特征也将从工艺(可锻性、表面处理的可能以及机加工性)和使用性能(冲击强度、疲劳寿命)两方面进行全面介绍。
METASAFE钢的主要分类—基本冶金学原理表1 给出了不同种类的METASAFE钢，钢的名称由2部分组成：一个是数字，表示对应于产品在轧制或锻造状态下的抗拉强度(MPa)，另一个表示特定使用条件的字母组成，如：D：用于冷成型的钢，硫含量低(<0.020%)；S：硫含量控制在0.02~0.04%，表现出良好的机加工性，并且具有很高的硬度；U：切削性好的钢，通过加入高的硫含量(0.07~0.250%)和加入铅(约0.2%)来实现；F：表示具有高抗拉强度(1000~2000MPa)的钢材；Z：含13%铬的不锈钢。
第04讲4-3弥散强化和固态相变强化
共格析出物
只有当析出物刚好位于位错滑移面上才能阻止 位错继续滑移。 如果析出物里的原子排列与周围基体的原子排 列保持一种共格关系，即保持特定的对应关系，那 么析出物周围的基体的原子排列就会受到析出物的 影响，这种析出物称为共格析出物。
位错不是从共格析出物身上，而是从共格析出 物旁边的基体滑移过时，也会受到来自共格析出物 的影响。
图4.26 锡铅合金共晶组织示意图
当锡铅合金的含锡量在19%~61.9% 之间时，该合金称为亚共晶合金。而含 锡量在61.9%~97.5%之间时，则称为过 共晶合金。
图4.27 PbSn合金的成 分和强化机 制对抗拉强 度的影响
共晶反应应用
• 共晶焊锡 共晶反应的具有很低的熔点
• 共晶合金 • 陶瓷材料的制作 • 加快金属和陶瓷粉末之间的扩散连接 或增大其烧结速率
2.合金Ⅰ的平衡结晶过程
3.合金Ⅱ的结晶过程 合金的室温组织全部为共晶体，即只含 一种组织组成物（即共晶体）；而其组成相 仍为α 和β 相。
共晶合金组织的形态
4.合金Ⅲ的结晶过程
合金的室温组织为初生α +β 合金的组成相为α 和β 。
Ⅱ+(α
+ β )，
§4.7 复合强化
复合强化是指将两种不同的材料复合在一 起以获得比原始材料更高的强度。材料复 合除了可以改变强度外，有时还可以改变 材料的重量、耐腐蚀性、导电性等。
γ- TiAl， α -Ti3Al 这两种金属间化合 物都是有序化的晶体结构。 例如，在面心正方结构的TiAl中，Ti原 子占据8个角和上下两个面的面心的晶格位 置，而Al原子占据其余4个侧面的面心位置。 这种有序结构使位错滑移更加困难，同 时有序结构也增大了原子扩散的难度，因 此增大了材料的高温蠕变强度。
关于弥散强化合金的讨论
用途：电阻焊电极；高压隔离开关
导电杆；低压电器触头材料；整流 子等。
研究现状：组分的设计（Al₂O₃、
TiB₂、石墨、Ti₃SiC₂,类型、含量、 微观结构等）；工艺研究（机械合 金化、内氧化、化学法、溶胶凝胶 法）
主要问题：强化相（第二相的引
入提高某方面性能而不降低其他性 能）；粉末细化（粉末细化对弥散 起重要作用，如何制取超细粉末）； 致密性（如何在烧结过程中控制工 艺参数和采取特殊的烧结方法和烧 结后增加工序来增加致密度）;产 业化（工艺过程复杂，容易参数不 稳定）
四、国内外研究现状
简介 主要 问题
用途 研究 现状
1、弥散强化镍合金的研究
氧化物弥散强化镍基合金以高熔点的氧化物
颗粒作为弥散强化相。与铸造镍基高温合金 相比，ODS 合金不会出现析出强化相随着环 境温度的升高回溶入基体的情况，因此工作 温度不必受限于强化相溶解温度。这一特性 使 ODS 合金在许多需要面对高温极限工作条 件的产业中具有广阔的应用前景。
二、弥散强化的理论模型
三、制备工艺
制粉工艺的研 究
成型工艺的研 究
1、制粉的研究
ODS合金属于粉末冶金高温合金， 由于粉末质量严重影响合金的性 能，因此对粉末要求很严格，要 求其气体及夹杂物含量低、粒度 分布及形状合适。此外，如何向 合金粉末中添加氧化物及控制氧 化物的形状、粒度对于改善ODS 合金性能至关重要。
Reduce processing required for the joining of the ODS alloy. Overcomes the shortcoming of the conventional ODS method of melting a matrix and adding oxide. Sufficiently increase the mechanical strength of the metal.
[doc]可加工的氮化物弥散强化高温合金
![[doc]可加工的氮化物弥散强化高温合金](https://img.taocdn.com/s3/m/4ed98d0e2379168884868762caaedd3383c4b549.png)
可加工的氮化物弥散强化高温合金第5期张学斌等:渗流法制备漂珠一泡沫铝复合材料的准静态压缩和吸能特性研究4结论(1)以A1Sil2和漂珠(平均粒径分别为200和400/~m)为原料,采用渗流法制备出漂珠一泡沫铝复合材料.(2)漂珠一泡沫铝复合材料的应力一应变曲线与传统泡沫铝相似,具有三阶层变形的特征,即弹性段,屈服平台段和压实段.(3)用渗流法制备的漂珠一泡沫铝复合材料,随漂珠粒径的增大,其压缩屈服强度及吸能量均随之下降.(4)漂珠粒径为200gm的样品的压缩屈服强度为69.02MPa,吸收总能量为24.25MJ/m.,最大吸能率为87.1;漂珠粒径为400~m的样品的压缩屈服强度为26.525MPa,吸收总能量为18.28MJ/m.,最大吸能率为69.9%.参考文献:Eli张学斌,凤仪,等.[J].合肥工业大学(自然科学版),2002,25(2):290.[2]JiangB,ZhaoNQ,eta1.[J].MaterialsLetters.2005,59:3333.[3]RabieiA,CrNeilIA T.[J].MaterialsScienceandEngineeringA,2005,404:159.[4]GuoQ,RohatgiPK.[j].JournalofMaterialsSience,1996(31):5513.[5]wuGH,DouZY,eta1.[J].ScriptaMaterialia,2007,56:221[6]AndrewsE,SandersW,eta1.口].MateriaIsScienceandEngi—neering,1999,A270:113.[7]JohnBanhart.[J].ProgressinMaterialsScience.2001,46:559[8]程和法,黄笑梅.许玲.[刀.兵器材料科学与工程,2002,25(6):12.收稿日期:2007—06一i4可加工的氮化物弥散强化高温合金美国HaynesInternational公司新近开发成功一种新型钴基高温合金,取名为”HaynesNS-163”,它是利用氮化钛和氮化铌颗粒弥散强化的钴基合金.这种”NS-163”合金的化学成分为Co-28Cr-9Ni-21Fe-1.25Ti-lNb.该弥散强化钴基合金在900”(2和70MPa应力下的应力一断裂寿命长于lO00h;在982~C和55MPa应力下的应力一断裂寿命长于25oh.这种新型可变形加工的钴基氮化物弥散强化合金是用传统的高温合金生产方法并采取电渣重熔法生产的.板材由传统的热轧和冷轧法,并可采取传统方法加工成形和焊接制造.最终产品具有优越的蠕变一断裂性能.(1AdvancedMaterials&Processes)~,2007,165(9):13)奥氏体不锈钢用于煤粉燃烧锅炉效果好瑞典的Sandvik材料技术公司开发的一种新型奥氏体不锈钢”Sanicro25”具有优良的高温性能,在高效煤粉燃烧蒸汽锅炉中使用时同时具有高的蠕变强度,抗氧化性,组织稳定性以及良好的加工制造性能.Sanicro25制造成管材可在7O0”(2左右的高温下使用,因为它在煤灰环境中具有优越的耐蚀性,所以它是再加热炉和过热器的理想材料.采用Sanicro25管材的锅炉温度可大为提高,其运行效率可提高到5O%以上(现行锅炉的运行效率为35%～45%).电站锅炉在较高温度和压力下运行后,可显着提高生产效率并可大大减少每千瓦发电量的CO2排放量.(《AdvancedMaterials&Processes~,2008.166(2):9)电阻降低了12%的铜配线材料日本电气公司(NEC)新近开发成功一种能抑制铜配线电阻增大的新型配线材料,它是采用了钌(Ru)从而控制了在与铜交界面上形成的保护膜结晶排列.这样提高铜结晶的品位,较之使用钽的传统方法可成功地使铜界面附近的电阻降低12%,解决了随着铜配线的微细化而带来的铜配线电阻问题.NEC在铜界面保护膜上采用了钌,实现了比常用的钽更低的电阻率而且耐氧化性也更加优越.并且采取了高真空溅射技术在铜线上形成保护膜保证了钉原子的高密度排列,还降低了生产成本.(取自日刊《工业材料》,2007,55(8):25)锂离子电池高容量阴级材料Li—Ni合金美国波士顿的Tiaxlle公司开发成功一种新型锂一镍合金,可为锂离子电池阴极提供高容量的阴极材料,较之现用的标准阴极材料的容量增高4O%.由于新合金独特的结晶组织,使得它用作电池阴极时不仅容量增高,而且循环寿命延长,在更宽的电力和温度范围内提供更高的电池性能.Tiax公司经过多年来的研究开发,运用量子力学模拟技术使锂一镍合金结晶组织稳定化,结果制得了性能和安全性优越的锂一镍合金阴极材料,已开始用于锂离子电池上.(《AdvancedMaterials&Proces—ses)~,2007,165(10):7)。
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弥散强化各种热力机械(燃气轮机、喷气发动机、火箭)、宇航工业、原子能工业对耐热材料的要求很高。
现在，飞机喷气发动机使用的耐热金属材料主要是镍基和钴基超合金，其主要强化机构是通过热处理析出第二相，但使用温度还是有一定限度的。
钼基台金、铌等高熔点金属及其合金的高温强度是优越的，但抗氧化性差。
弥散强化合金作为这二者中间的耐热材料有所希望得到应用。
金属化合物或氧化物用作高强度合金的第二相，比基体金属硬得多。
在基体中渗入第二相的方法有好几种，最常见的是利用固溶体的脱溶沉淀，进行时效热处理，这就是沉淀强化；以后又发展了内氧化法、粉末冶金法，称为弥散强化。
所谓弥散强化，就是使金属基体(金属或固溶体)中含有高度分散的第二相质点而达到提高强度的目的。
虽然加入第二相的方法不同，但强化的机理却有共性，沉淀强化的情况更复杂。
一、弥散强化的机理弥散强化机构的代表理论是位错理论。
在弥散强化材料中，弥散相是位错线运动的障碍，位错线需要较大的应力才能克服障碍向前移动，所以弥散强化材料的强度高。
位错理论有多种模型用以讨论屈服强度、硬化和蠕变。
下面分析几种主要的位错理论模型。
1．屈服强度问题(1)奥罗万机构 奥罗万机构的示意图如图7—23所示。
按照这个机构，位错线不能直接超过第二相粒子，但在外力下位错线可以环绕第二相粒子发生弯曲，最后在第二相粒子周围留下一个位错环而让位错通过。
位错线的弯曲将会增加位错影响区的晶格畸变能，这就增加了位错线运动的阻力，使滑移抗力增大。
在切应力τ作用下，位错线和一系列障碍相遇将弯曲成圆弧形，圆弧的半径取决于位错所受作用力和线张力的平衡。
在障碍处位错弯过角度θ(见图7-24)，障碍对具有柏氏矢量b 的位错的作用力F 将与位错的线张力T 保持平衡θsin 2T F =作为位错运动的障碍，第二相粒子显然比单个镕质原子要强，因此c θ(临界值)要大些。
当2πθ=时，位错线成半圆形，作用于位错的力F 最大。
如果用线张力的近似值221Gb （G 是切变模量），临界切应力b F c λτmax =（λ是位错线上粒子间的距离）代入上式，则可得2Gb b c =τλ所以 λτGb c = 从此式可以看出，屈服应力与粒子间距成反比，粒子间距越小，材料的屈服强度越大。
这基本与实践结果符合，烧结铝的屈服应力与粒子间距的关系如图7—25所示。
(2)安塞尔—勒尼尔机构 安塞尔等人对弥散强化合金的屈服提出了另一个位错模型。
他们把由于位错塞积引起的弥散第二相粒子断裂作为屈服的判据。
当粒子上的切应力等于弥散粒子的断裂应力时，弥散强化合金便屈服。
由于位错塞积而在一个弥散第二相粒子上的切应力可认为等于στn =式中 n —一个弥散粒子前边或周围塞积的位错数；σ—所加的应力。
对一个粒子起作用的位错数取决于粒子间距Gb n λσ2=式中 λ—弥散粒子间距；G —基体金属的切变模量；b —柏矢矢量。
综合στn =和Gbn λσ2=，第二相粒子上的切应力为 Gb22λστ= 使弥散粒子断裂的极限应力与粒子的切变模量成正比CG *=极限应力 式中 *G —第二相粒子的切变模量；C —比例常数，可以通过理论计算，通常约为30。
综合式Gb 22λστ=和式CG *=极限应力，可以得弥散强化两相合金的屈服应力为 CG b λ2G *⋅⋅=屈服应力 从该方程式可以得出：1)屈服应力与基体和弥散相的切变模量的平方根的积成正比，也就是说与基体和弥散相的本性有关；2)屈服应力与粒子间距的平方根成反比，这也符合实验结果(见图7—26)3)柏氏矢量是位错的重要因素，屈服强度的大小直接与位错有关。
如果第二相粒子的分布不好，按屈服应力公式计算的应力小于引起位错从位错源处集结所需的应力时，则该式不能使用。
2．蠕变问题金属在恒定应力下，除瞬时形变外还要发生缓慢而持续的形变，称为蠕变。
对于蠕变，弥散粒子的强化有两种情况。
(1)弥散相是位错的障碍，位错必须通过攀移始能越过障碍显然，位错扫过一定面积所需的时间比纯金属要长，因而蠕变速率降低。
设粒子直径为λ成d，粒子间距为λ，因每次攀移时间正比于d，攀移次数反比于λ，因而蠕变速率与d正比。
若第二相总量不变，粒子长大总伴随着粒子间距的增大，d和λ是按近比例增长的，因此，在过时效以前，蠕变速率不受粒子长大的影响。
(2)第二相粒子沉淀在位错上阻碍佐错的滑移和攀移这种具有弥散相的合金的抗蠕受能力与抗回复能力有对应关系。
普悦斯顿(O．Preston)等人研究内氧化法弥散强化铜时，形变烧结铜合金的回复温度几乎接近熔点，而形变纯铜的T的温度即已完成(见图7—27)。
软化在低于熔点麦克林(D．McLean)认为滑移可以在几个面和几个方向上进行。
如图7—28所示，实线代表滑到纸面上的位错，虚线代表运动出纸面的位错，在粒子之间两组可以相交而形成结点。
点线表示在第三种平面上的位错又可与这两组位错形成结点，结果弥散粒子被这些位错乱网所联结。
由于乱网中位错密度很高，造成强烈的应变硬化；同时，粒子又阻碍这些位错的滑移与攀移，因而得以保持这种硬化状态而不产生回复。
这一过程是提高耐热强度的关键，因为一般加工硬化状态是容易获得的，但要保持到高温不回复则是不容易的。
必须指出，以上两种强化机构能够发挥作用的前提是弥散相粒子要稳定而不长大或保持高的弥散度。
二、影响弥散强化材料强度的因素弥散强化材料的强度不但取决于基体和弥散相的本性，而且决定于弥散相的含量、粒度、分布、形态以及弥散相与基体的结合情况，同时也与工艺(如加工方式，加工条件)有关。
下面分别加以讨论。
1．弥散相和基体的性质(1)弥散相的性质根据以上讨论，弥散相粒子稳定而不长大是强化的前提之一。
对同一基体而言，弥散相不同会有不同的强化效果。
例如，实践证明，采用A12O3、SiO2、TiO2、MgO、ZrO2等作为镍合金的弥散相都末得到突出的效果，而Ni—ThO2的强度很高；在铜合金的研究中，A12O3就比ZrO2、SiO2好。
这就是说对弥散相的硬度、化学稳定性等有一定的要求。
弥散相要求具有高的化学稳定性、高的熔点，从热力学来说，要求弥散相的生成自由能负值大。
因为物质生成自由能的大小反映物质的稳定性，生成自由能负值越大，弥散相在合金中就越稳定。
从这一点出发，一般认为选用氧化物作弥散相比碳化物、氯化物、硼化物、硅化物较好。
在氧化物中用得较多的是A12O3、ThO2、Y203(见表7—3)。
此外，弥散相也要求具有高的结构稳定性，例如，Al2O3在高温下有结构类型的变化（γα⇔），不过，它在1000C以后却是稳定的。
(3) 基体的性质不同的金属具有不同的属性。
就同种金属来看，纯金属的强度就不如固溶体的大，如果使基体合金化形成固溶体，则强度会有提高。
例如，在Ni —ThO ：中加入适量的Mo 使Ni 基体固溶强化，则强度有所提高(见表7—4)。
又如TD —Ni 中加入20％Cr ，不但能提高TD —Ni 的强度，而且提高了抗氧化能力。
铬对TD —Ni 抗氧化性的影响如图7—29所示。
2．弥散相的几何因素和形态弥散相的含量、粒度和较于间距互相是有联系的。
当含量一定时，粒子愈细，则粒子数愈多，因而粒子间距也就愈小。
这些弥散相的几何因素是影响材料强度的重要因素。
克雷门斯（W ．S ．Cremens)等研究了三者之间的关系，得出⎪⎪⎭⎫ ⎝⎛-=1132f d λ 式中 λ—粒子间距；f —弥散相体积百分率；d —粒子直径。
(1)弥散相的含量 在研究烧结铝时，A120：的含量对硬度、强度和伸长率的影响如图7—30所示。
随着A12O3含量的增加，合金硬度、强度也随着提高，但延性降低。
大量实践证明，弥散相的含量一般可在1％一15％的范围内选用。
(2)弥散相的粒度和粒子间距讨论位错理论的模型时，已得知弥散强化材料的屈服强度与粒子间距1-λ或21-λ成比例(见图7-25和图7-26)。
当弥散相含量一定时，粒子愈细，粒子间距也就愈小。
根据奥罗万的λτGb c =的关系式，合金屈服强度如果下限是G ／1000，则上限是理论断裂强度G ／30，一般设b ≈0.3nm ，则粒子间距的范围为0.01～0.3m μ。
粒子间距与粒子大小常为同一数量级，一般粒子大小范围为0.1～0.01m μ。
弥散强化材料要求弥散相均匀分布于基体中，这与生产方法有关。
分布不均匀，就会导致弥散相的聚集和粒子间距的增大，结果材料性能下降。
关于弥散相的形状对性能的影响尚未进行深入的研究。
有人认为：球形粒子可能比片状粒子好，因为片状粒子对于与其平行的原子面上运动的位错阻力小，而球形粒子对任何原子面上的位错具有相同的阻力。
3．弥散相与基体之间的作用(1)弥散相在基体中要求几乎不溶解，与基体不发生化学反应。
(2)基体与弥散相之间的界面能要求小。
二者之间的界面能低意味着两相接合较好，这是粒子阻碍位错运动所需要的。
相反，高界面能就等于粒子周围的空洞多，不仅不能阻碍位错运动，而且可能产生显微裂纹。
4．压力加工在生产弥散强化材料的过程中，—般采用热挤压工序。
热挤压可以提高材料的密度，更重要的是使材料发生高速应变，贮存大量的能量而强化材料。
5．生产方法除了上述主要方面的因素外，不同生产方法制取的弥散强化材料可以有不同的性能。
因此，在确定成分后，也要根据具体条件采用适当的生产方法。
弥散强化材料的生产方法很多，有内氧化法、机械混合法、表面氧化法、氧化—还原法、弥散相颗粒悬浮液沉积法、共沉淀法、粉末包覆法等。
一般来说。
共沉淀法生产的弥散强化材料的性能比机械混合法或氧化—还原法生产的就好一些。
例如，氧化—还原法生产的Fe —16％A12O3材料(经过挤压)，650℃时的抗拉强度为193MPa ；而共沉淀法生产的同样成分的材料，在650℃时的抗拉强度有226MPa 。
综合以上影响性能因素，可以得出：为了提高材料的强度性能，除了正确选择合金成分外，还要在一定范围内提高弥散相的含量，减小弥散相的粒度和粒子间距，使弥散相均匀分布于基体中，并采用大的加工形变。
但必须指出，在实践中不能片面强调某一方面，因为随着强度、硬度的提高，延性和其他某些性能可能降低，同时还要考虑到经济效果与资源各件。
三、弥散强化材料的性能弥散相除A12O 3外，发展了以下化合物：氧化物：A12O3、ThO2、MgO 、SiO2、BeO 、CdO 、Cr2O3、TiO2、ZrO2以及Y2O3和澜系稀土氧化物；金属间化合物：Ni3A1、Fe 3AI 等；碳化物、硼化物、硅化物、氮化物：WC 、Mo2C 、TiC 、TaC 、Cr3C2、B4C 、SiC 、TiB2、Ni2B 、MoSi2、Mg2Si 、TiN 、BN 等。
在应用上取得一定效果的有TD-Ni 及弥散强化无氧铜。
弥散强化材料固有的低延性，需要予以重视和研究改进，但弥散强化材料在性能上的优越性还是主要的。