粉末冶金Ta-Ru合金的制备及力学性能

郭帅东^1,2,3，逯峙^1,2,3，王广欣^1,2,3，李磊⁴

1. 河南科技大学材料科学与工程学院2. 河南省高纯材料及溅射靶材工程研究中心3. 洛阳市高纯材料及溅射靶材重点实验室4. 广西柳州钢铁股份有限公司转炉炼钢厂熔剂车间

摘 要：采用粉末冶金热压烧结法制备了适用于电子互连应用的高纯钽-钌（Ta-Ru）增强复合材料。在行星式球磨机上以不同的成分配比混合高纯度微米级钽-钌粉末,并在真空热压烧结炉中在1 700℃的温度和20 MPa的压力下热压烧结3 h。通过XRD、SEM、EDS、抗拉强度测试等手段,研究了在不同Ru含量下所得材料的的相组成、显微结构、密度、硬度和抗拉强度。结果表明,随着Ru含量的增加,合金中先后形成TaRu、Ta₃Ru、TaRu₄等金属间化合物,材料的致密度和抗拉强度逐渐升高,显微硬度先升高后降低。随着Ru含量的增加,合金的断裂方式由解理断裂逐渐转变为了沿晶断裂和韧性断裂。

关键词：钽钌合金;粉末冶金;热压烧结;金属间化合物;力学性能;