王靖， 劉錦平， 孫科， 王澤瑾， 冷翔

（江西理工大學(xué)材料冶金化學(xué)學(xué)部， 江西 贛州341000）

石墨/銅復(fù)合材料不僅具有銅基體優(yōu)良的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、較高的強度和良好的耐腐蝕性，而且兼具石墨低膨脹系數(shù)、高熔點和良好的自潤滑性能，被廣泛應(yīng)用于機械軸承、軌道交通、海洋工程和航空航天等工業(yè)領(lǐng)域，尤其在鐵路集電器的受弓滑板和電機電刷方面[1-4]有廣泛應(yīng)用。 主要通過粉末冶金法制備石墨/銅復(fù)合材料，其中石墨在銅基體分散性和界面結(jié)合是影響石墨/銅復(fù)合材料性能的重要因素[5-6]。 為了改善石墨在銅基體的分散性，通常采用的混料方式包括機械攪拌法、球磨法和分子水平法等[5,7-8]。 凌自成等[9]采用機械球磨對石墨烯和銅粉進行混料，發(fā)現(xiàn)石墨烯在銅基體中具有良好的分散性。楊長毅等[10]采用超聲波和機械球磨濕磨法可改善石墨烯在銅基體的分布均勻性。 為了提高銅基體與石墨之間的界面結(jié)合力，主要采用銅基體合金化、 石墨表面改性和新工藝制備等。銅基體合金化即向銅基體中添加適當(dāng)?shù)暮辖鹪兀ㄈ鏑r[11]、Ti[12]、Zr[13]）來改善銅與石墨之間的潤濕性，從而提高銅與石墨之間界面結(jié)合力。石墨表面改性即通過化學(xué)鍍在石墨表面包覆金屬（如Cu[5,14]、Ni[15-16]、Ni-Cu[17]），來改善石墨的分散性和界面結(jié)合力，但鍍層工藝復(fù)雜且成本較高。 放電等離子燒結(jié) （Spark plasma sintering，簡稱SPS）作為一種新型燒結(jié)工藝，利用焦耳熱、脈沖壓力和放電等離子體來促進粉體材料的快速致密燒結(jié)，可以實現(xiàn)比傳統(tǒng)燒結(jié)溫度低的快速致密燒結(jié)，并解決傳統(tǒng)燒結(jié)工藝高孔隙率和晶粒粗大等問題，被應(yīng)用于銅基復(fù)合材料的制備。

諸多研究[18-20]發(fā)現(xiàn)，采用放電等離子燒結(jié)（SPS）技術(shù)制備銅基復(fù)合材料， 燒結(jié)溫度作為重要工藝參數(shù)， 對銅基復(fù)合材料性能的變化存在兩種不同趨勢。王勇[18]采用放電等離子燒結(jié)（SPS）技術(shù)制備不同燒結(jié)溫度的碳纖維-石墨/銅復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)隨著燒結(jié)溫度（500～800 ℃）升高，其相對密度、維氏硬度和電導(dǎo)率均呈現(xiàn)先升高后下降趨勢；李紅霞等[19]采用放電等離子燒結(jié)（SPS）技術(shù)制備不同燒結(jié)溫度的Al2O3/Cu 復(fù)合材料。結(jié)果表明，復(fù)合材料相對密度、電導(dǎo)率和維氏硬度均隨燒結(jié)溫度（700～850 ℃）的升高呈現(xiàn)先增加后下降。然而，葛月鑫等[20]采用放電等離子燒結(jié)（SPS）技術(shù)制備不同燒結(jié)溫度的石墨-銅復(fù)合材料，發(fā)現(xiàn)其相對密度、 維氏硬度和電導(dǎo)率隨著燒結(jié)溫度 （660～860 ℃）的升高而增加。 為進一步探索燒結(jié)溫度對石墨-銅復(fù)合材料組織與性能的影響規(guī)律，本研究以天然石墨與霧化銅粉為原材料，采用超聲波分散和機械球磨濕磨法制備石墨/銅復(fù)合粉末， 利用放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備石墨/銅復(fù)合材料， 研究了燒結(jié)溫度對石墨/銅復(fù)合材料的微觀組織、相對密度、力學(xué)性能和電導(dǎo)率的影響。

1 實驗方法

1.1 原材料

實驗選用的基體材料為霧化銅粉（純度＞99.9%，粒徑為25 μm，南宮市鑫盾合金焊接噴涂有限公司），銅粉呈現(xiàn)近球形或橢球形，粒徑分布小于30 μm，平均粒徑約為7.1 μm，分散較均勻且無明顯團聚現(xiàn)象，如圖1（a）所示。 選用的第二相材料為天然鱗片石墨粉（純度＞99.9%，粒徑為38 μm，青島華泰潤滑密封科技有限責(zé)任公司），石墨呈現(xiàn)不規(guī)則鱗片狀分布且厚度存在明顯差異， 還觀察到許多細小的鱗片石墨黏附在大鱗片表面或游離分布，如圖1（b）所示.

1.2 石墨/銅復(fù)合材料的制備

首先， 稱取0.3 g 石墨粉加入到裝有100 mL 無水乙醇的燒杯內(nèi)， 放入超聲波震蕩60 min， 使其分散；其次，把石墨分散液和29.7 g 銅粉加入聚四氟乙烯球磨罐內(nèi)，并添加質(zhì)量比為mΦ6∶mΦ4=1∶3 的氧化鋯磨球； 最后， 將球磨罐置于行星式球磨機 （MITRYXQM-2L）中進行球磨混料，球磨速度為200 r/min，球料比為10∶1，球磨時間為8 h。 待球磨結(jié)束后將漿料經(jīng)過金屬網(wǎng)過濾， 放入60 ℃的電熱恒溫鼓風(fēng)干燥箱（DHG-9240B） 進行干燥。 用電子天平稱取10 g干燥的復(fù)合粉末， 裝入到內(nèi)徑為φ15 mm， 外徑為φ35 mm 的高強石墨模具內(nèi)， 用30 MPa 的壓力進行預(yù)壓成形。 然后將其置于放電等離子燒結(jié)爐（LABOX-1575F）中進行燒結(jié)，待燒結(jié)完畢后爐冷至室溫脫模取樣。 其中燒結(jié)工藝參數(shù)為：真空度為5 Pa以下，升溫速率為100 ℃/min，熱壓壓力為45 MPa，保溫時間為10 min，燒結(jié)溫度分別為700、750、800、850、900 ℃。

1.3 石墨復(fù)合材料表征與性能測試

采用激光粒度儀（LS-POP）測量復(fù)合粉末粒徑分布；應(yīng)用X 射線單晶衍射儀（德國，SMART APEX）對復(fù)合粉末進行物相分析；利用場發(fā)射掃描電子顯微鏡（美國，F(xiàn)EIMLA650F）觀察復(fù)合粉末的微觀形貌和復(fù)合材料的顯微組織及斷口形貌；采用能譜儀（EDS）分析復(fù)合材料的界面結(jié)合區(qū)域元素種類及成分變化；運用蔡司顯微鏡（德國，Axio Scope.A1）觀察復(fù)合材料的金相組織；采用阿基米德排水法測量復(fù)合材料的密度（電子天平精度0.001 g，測量5 次，取平均值）；采用數(shù)字渦流金屬電導(dǎo)儀（Sigma2008-B/C）測量復(fù)合材料的電導(dǎo)率（測量7 次，取平均值）；采用維氏硬度計（HVS-5）測量復(fù)合材料的硬度（測試載荷為1.961 N，保壓時間為10 s，測量7 次，取平均值）。 采用電子萬能試驗機（UTM/CMT5105 型）測量復(fù)合材料的力學(xué)性能，壓縮試樣直徑為3 mm，高度為6 mm，壓縮速率0.5 mm/min（測量3 次，取平均值）。

2 結(jié)果與討論

2.1 復(fù)合粉末微觀組織結(jié)構(gòu)分析

圖2 所示為經(jīng)過超聲波分散和機械球磨后的石墨/銅復(fù)合粉末微觀形貌。由圖2 可知，石墨顆粒在高能球磨過程中不斷受到磨球的碰撞和擠壓作用，部分石墨片從原始顆粒剝離，并黏附銅粉表面或鑲嵌于銅粉內(nèi)部， 部分石墨零散分布于片狀銅粉顆粒之間，整體上分散性較好（圖2（a）箭頭）。 銅粉形貌由近球形逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)椴灰?guī)則片狀，片狀厚度與尺寸存在明顯差異，粉末粒徑分布小于52 μm，平均粒徑為18.4 μm。這是由于在機械球磨過程中，塑性和韌性較好的銅粉不斷受到磨球與球磨罐內(nèi)壁的碰撞和擠壓作用，使銅粉發(fā)生了碾壓和剪切變形， 造成嚴重的塑性變形，發(fā)生了冷焊使粉末粒徑尺寸增大。隨著塑性變形程度的加大，產(chǎn)生的加工硬化并使部分粉末破碎的概率較冷焊大，粉末粒徑尺寸相應(yīng)減小，導(dǎo)致粉末粒徑尺寸存在明顯差異。

圖3 所示為原始純銅和機械球磨后復(fù)合粉末的X-ray 衍射圖譜。 由圖3 可知，原始銅粉在衍射角分別為44.5°、51.8°、76.4°位置檢測出面心立方銅相的衍射峰，分別對應(yīng)的界面指數(shù)（111）、（200）、（220），并未出現(xiàn)其他衍射峰。 這表明銅粉純度較高，未被氧化。 經(jīng)過機械球磨后的復(fù)合粉末不僅在衍射角為43.3°、50.4°、74.1°位 置 檢 測 出 面 心 立 方 銅 相 的（111）、（200）、（220） 面的衍射峰， 還在衍射角為26.6°位置出現(xiàn)石墨相（001）的衍射峰。 與原始銅粉的衍射峰相比，機械球磨后銅相衍射峰的寬度和強度呈現(xiàn)顯著的寬化和弱化， 同時衍射峰向低衍射角偏移。其中衍射峰寬化反映了微觀晶粒尺寸的減少，衍射峰強度的弱化反映了晶體缺陷的增加，衍射峰左移反映了晶格常數(shù)變大，與C 在Cu 中固溶度有關(guān)。 這是因為在機械球磨過程中，塑性較好的銅粉顆粒不斷受到磨球的碰撞和擠壓， 使銅粉發(fā)生了碾壓和剪切變形，從而誘發(fā)銅粉發(fā)生晶格畸變， 同時產(chǎn)生大量位錯，形成小的位錯胞。當(dāng)位錯胞間的亞晶粒取向到達某一臨界時，亞晶粒會轉(zhuǎn)變?yōu)榫Я＃瑥亩毣Я?，?dǎo)致衍射峰寬化和弱化。同時在機械球磨過程中部分石墨因機械力的作用鑲嵌在銅粉顆粒內(nèi)部， 引起固溶體的改變，導(dǎo)致衍射峰左移[21]。

2.2 復(fù)合材料的顯微組織分析

圖4 所示為不同燒結(jié)溫度制備的石墨/銅復(fù)合材料金相組織。 圖4 中亮色塊狀為銅基體，并在銅晶粒內(nèi)觀察到許多孿晶，深灰色區(qū)域為石墨，試樣表面存在較多的不規(guī)則選擇的孔洞。這些孔洞一方面是因為在SPS 燒結(jié)過程中， 粉末顆粒之間存在空氣和水分等雜質(zhì)，在有限制的壓力下難以完全排出而留下孔隙[22]。另一方面是在制備金相樣品時，部分石墨脫落而留下孔隙。 當(dāng)燒結(jié)溫度為700 ℃時（圖4（a）），復(fù)合材料中石墨分散性較好，石墨分布在銅晶界邊緣位置或鑲嵌在銅晶粒內(nèi)，還存在較多的孔隙。同時復(fù)合材料組織較均勻且細小，其中銅晶粒尺寸分布在2～12 μm，平均晶粒尺寸約為5.6 μm。當(dāng)燒結(jié)溫度為750 ℃時（圖4（b）），復(fù)合材料中石墨在銅基體中分散性更好，銅晶粒尺寸更均勻，平均晶粒尺寸約為6.4 μm，孔隙明顯減少。這是因為隨著燒結(jié)溫度的升高，銅原子的擴散能力增強，晶界遷移速率提高，燒結(jié)更加充分，界面結(jié)合也較致密，孔隙率明顯下降。 另外，銅基體的流動性提高，在脈沖壓力和石墨自潤滑的作用下，能夠有效地填充孔隙，使孔隙數(shù)量和尺寸顯著減少。 隨著燒結(jié)溫度從800 ℃升高至900 ℃（如圖4（c）～圖4（e）），銅晶粒發(fā)生明顯長大現(xiàn)象， 平均晶粒尺寸由7.9 μm 增加至11.6 μm。同時石墨發(fā)生了微小的團聚，整體上分散性變差。這是因為在相同的保溫時間下，燒結(jié)溫度越高，其晶粒越大，造成晶界面積減少，使相對分散的石墨重新在銅晶界邊緣位置重新形成微小的團聚，導(dǎo)致與銅基體界面結(jié)合變差，造成孔隙率增加。同時，在銅晶粒內(nèi)部的氣孔受熱膨脹，原來的氣孔通道被堵，大量氣體聚集并形成團[23]，最后在基體內(nèi)部形成孔隙，導(dǎo)致孔隙率升高。 隨著燒結(jié)溫度的升高，復(fù)合材料的平均晶粒尺寸逐漸增加，如圖5 所示。

為了進一步了解銅與石墨之間的界面情況，采用掃描電鏡高倍放大觀察了燒結(jié)溫度為750 ℃時制備的石墨/銅復(fù)合材料，并對銅與石墨之間界面結(jié)合區(qū)域進行面掃描和線掃描能譜分析， 如圖6 所示。 由圖6（a）可知，銅與石墨界面結(jié)合區(qū)域并未發(fā)現(xiàn)孔隙的存在，說明采用SPS 燒結(jié)制備石墨-銅復(fù)合材料界面結(jié)合緊密。并對界面結(jié)合區(qū)域的面掃描能譜結(jié)果如圖6（b）所示。 在界面結(jié)合區(qū)域觀察到銅與石墨共存，在石墨聚集區(qū)域存在大量銅元素。 同時對該區(qū)域進行線掃描能譜結(jié)果如圖6（c）所示。 銅元素和碳元素含量存在明顯的起伏，其中銅含量減少，碳含量增加。 這表明采用SPS 燒結(jié)制備石墨-銅復(fù)合材料中銅基體與石墨之間界面區(qū)域存在擴散現(xiàn)象，使界面結(jié)合更加緊密。 與文獻[18]銅與石墨之間存在相互擴散層相似。

2.3 復(fù)合材料的相對密度分析

采用阿基米德排水法原理測量復(fù)合材料的密度，然后利用式（1）和式（2）計算復(fù)合材料的理論密度和相對密度。

式中：ρr為理論密度（g/cm3）；WCu、WC分別為銅粉和石墨的質(zhì)量分數(shù)（%）；ρCu、ρC分別為銅粉和石墨粉的密度（g/cm3）；ρ 為復(fù)合材料的相對密度（%）；ρ0為實際測量密度（g/cm3）。

圖7 所示為復(fù)合材料相對密度與燒結(jié)溫度的關(guān)系。 由圖7 可知。 隨著燒結(jié)溫度升高，復(fù)合材料的相對密度呈現(xiàn)先升高后下降， 當(dāng)燒結(jié)溫度由700 ℃升高至750 ℃， 其相對密度從94.8%升高至96.3%， 提高了1.6%。 其原因主要表現(xiàn)為三方面：一是當(dāng)燒結(jié)溫度較低，銅原子擴散系數(shù)小，晶界擴散速率低，燒結(jié)不充分，材料表面孔隙較多（見圖4（a）），導(dǎo)致復(fù)合材料相對密度較小；二是提高燒結(jié)溫度可使銅晶界遷移速率增加， 促進銅粉與石墨之間的孔隙逐漸縮小和球化，造成復(fù)合材料孔隙減少，相對密度增加；三是提高燒結(jié)溫度可使銅基體的流動性提高，在脈沖壓力和石墨自潤滑作用下能夠有效填充到孔隙當(dāng)中，提高復(fù)合材料相對密度。 當(dāng)燒結(jié)溫度從750 ℃升高至900 ℃，其相對密度從96.3%降低至91.9%。 這是由于燒結(jié)溫度過高，銅晶粒生長速度加快，使相對分散的石墨在銅晶界處重新分布形成微小的團聚。當(dāng)團聚體內(nèi)的通道封閉時，大量氣體不能排出而聚集形成氣團，最后在基體內(nèi)部形成孔隙[18]。另外，燒結(jié)坯內(nèi)的殘余空隙，受熱發(fā)生體積膨脹，且氣體無法排出，導(dǎo)致孔隙面積增大[24]。此外，燒結(jié)溫度升高時晶粒會長大，晶粒局部表面曲率下降，導(dǎo)致原子從晶界到氣孔的平均擴散距離增大，擴散能力下降，石墨發(fā)生微小團聚及孔隙增大（圖4（e）），降低復(fù)合材料的相對密度。

2.4 復(fù)合材料的力學(xué)性能分析

圖8 所示為復(fù)合材料維氏硬度隨燒結(jié)溫度關(guān)系。由圖8 可知，隨著燒結(jié)溫度升高，復(fù)合材料的維氏硬度呈現(xiàn)先升高后降低的趨勢。隨著燒結(jié)溫度由700 ℃升高至750 ℃， 其維氏硬度（HV0.5） 從56.9 升高至60.7，提高了6.7%。 分析認為相對密度、晶粒尺寸和界面結(jié)合力是影響復(fù)合材料維氏硬度的主要原因，通常認為復(fù)合材料相對密度越高，晶粒尺寸越小，界面結(jié)合力越大，其維氏硬度越高。 隨著燒結(jié)溫度的升高，復(fù)合材料的相對密度增加，晶粒尺寸更加均勻，其維氏硬度也就越高。燒結(jié)溫度為750 ℃，其維氏硬度（HV0.5）到達最大60.7，較文獻[19]通過機械混料和SPS 燒結(jié)制備7.5%（指質(zhì)量分數(shù)） 石墨/銅復(fù)合材料維氏硬度（HV0.5）的45.6 提高了33.1%。這是因為石墨含量越高，在制備復(fù)合材料時越容易產(chǎn)生團聚， 相對密度也就越低，界面結(jié)合會減弱，導(dǎo)致維氏硬度降低。 當(dāng)燒結(jié)溫度從750 ℃升高至900 ℃，復(fù)合材料維氏硬度（HV0.5）降低至42.4。這是因為燒結(jié)溫度過高，使相對分散的石墨產(chǎn)生微小的團聚，降低了其相對密度，減弱了界面結(jié)合強度，導(dǎo)致維氏硬度降低。 另外，燒結(jié)溫度過高，銅基體發(fā)生再結(jié)晶的時間更長，晶粒長大趨勢明顯。根據(jù)Hall-Petch 公式可知，晶粒尺寸越大，其強度越低，對于銅基體復(fù)合材料來說，通常強度越低，其硬度也就越低。

對不同燒結(jié)溫度制備石墨/銅復(fù)合材料進行壓縮性能測試，其應(yīng)力-應(yīng)變曲線如圖9 所示。 為了直觀反應(yīng)復(fù)合材料的抗壓強度列出表1。 由表1 可知，隨燒結(jié)溫度升高， 復(fù)合材料的抗壓強度呈現(xiàn)先升高后下降趨勢。 當(dāng)燒結(jié)溫度從700 ℃升高至750 ℃，復(fù)合材料抗壓強度由379 MPa 增加至422 MPa， 提高了11.3%。 繼續(xù)升高燒結(jié)溫度至900 ℃，其抗壓強度減少至294 MPa，降低了30.3%。 分析認為復(fù)合材料相對密度、 石墨均勻性及界面結(jié)合情況是影響復(fù)合材料力學(xué)性能的重要因素。 當(dāng)燒結(jié)溫度為750℃時，復(fù)合材料相對密度最高， 晶粒細小且均勻和石墨在銅基體分散性較好，導(dǎo)致其力學(xué)性能較好。

表1 不同燒結(jié)溫度制備復(fù)合材料的力學(xué)性能Table 1 Mechanical Properties of composite prepared at different sintering temperatures

2.5 復(fù)合材料的斷口分析

圖10 所示為燒結(jié)溫度為750 ℃制備復(fù)合材料的壓縮斷口形貌。 觀察到復(fù)合材料在單軸壓力作用下，大體沿45o方向斷裂，整個斷面形貌圖中亮色區(qū)域為銅基體，灰色區(qū)域為石墨，深黑色為孔隙。 亮色區(qū)域的斷裂面有不同程度的拉伸痕跡， 在復(fù)合材料斷裂時銅基體相互滑動拉伸形成的。 對斷口截面中銅與石墨之間界面結(jié)合區(qū)域線掃能譜分析如圖11所示。 能譜結(jié)果表明，銅元素和碳元素含量存在明顯的起伏，銅含量下降，碳含量增加。 說明SPS 燒結(jié)過程銅原子和碳原子之間發(fā)生了明顯的擴散， 在界面形成擴散結(jié)合， 使得銅與石墨之間界面結(jié)合緊密。

2.6 復(fù)合材料的電導(dǎo)率分析

圖12 所示為復(fù)合材料電導(dǎo)率與燒結(jié)溫度的關(guān)系。由圖12 可知，隨著燒結(jié)溫度的升高，復(fù)合材料的電導(dǎo)率呈現(xiàn)先上升后下降的趨勢。通常認為相對密度、界面面積和石墨的分散情況是影響復(fù)合材料電導(dǎo)率的主要因素。當(dāng)燒結(jié)溫度從700 ℃升高至750 ℃，復(fù)合材料電導(dǎo)率從82.3%IACS 升高至86.7%IACS， 提高了5.3%。這主要是因為復(fù)合材料的相對密度提高，孔隙率減少，平均晶粒尺寸有稍微的長大，使界面總面積的減少。而孔隙和界面面積會阻礙自由電子的定向移動，導(dǎo)致電導(dǎo)率升高。 隨著燒結(jié)溫度從750 ℃升高至900 ℃時， 復(fù)合材料的電導(dǎo)率從86.7%IACS 降低至77.4%IACS，減少了10.7%。 這是由多方面共同引起：一是燒結(jié)溫度過高，使分散均勻的石墨發(fā)生些許微小團聚，破壞了銅基體的連續(xù)性，導(dǎo)致電導(dǎo)率下降；二是燒結(jié)溫度升高，復(fù)合材料銅晶粒的平均尺寸增大，會造成晶界總面積減少，提高電導(dǎo)率；三是燒結(jié)溫度升高，銅基體流動性提高， 在脈沖壓力下將孔隙形狀變成不規(guī)則的可能性增大[25]，引起孔隙面積增大，減少電子在某些方向移動的能力，降低了復(fù)合材料的電導(dǎo)率。

與采用微波燒結(jié)制備0.5%CNTs/Cu 復(fù)合材料電導(dǎo)率（最大為81.8%IACS）[25]、采用機械球磨和熱壓燒結(jié)制備1.0 %G/Cu 復(fù)合材料 （700 ℃時電導(dǎo)率為81.0%IACS）[26-27]相比有明顯提高。這是因為通過超聲波分散和液相球磨法制備的石墨分散性更好， 通過SPS 燒結(jié)制備復(fù)合材料時，其組織致密且晶粒細小，且晶面結(jié)合更較緊密。 與采用機械球磨和放電等離子燒結(jié)制備0.5%G/Cu-Ti 復(fù)合材料電導(dǎo)率56.8%IACS[25]有明顯的提高，這是因為Ti 粉的加入，在燒結(jié)過程中在晶界處形成大量位錯，阻礙了銅粉燒結(jié)過程致密化進程，此外可能形成碳化物和銅鈦合金，進一步降低復(fù)合材料的導(dǎo)電率。

3 結(jié) 論

1） 通過超聲波分散和機械球磨濕磨法制備的石墨/銅復(fù)合粉末，石墨顆粒分散性相對均勻，銅粉形貌由近球形逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)閷悠瑺睿?復(fù)合粉末粒徑小于52 μm，平均粒徑為18.4 μm；

2） 放電等離子燒結(jié)技術(shù)制備石墨/銅復(fù)合材料，石墨在銅基體分散相對均勻，并與銅基體形成良好的界面結(jié)合。 隨著燒結(jié)溫度升高，復(fù)合材料組織中晶粒尺寸不斷增大；

3） 復(fù)合材料的相對密度、維氏硬度、抗壓強度和電導(dǎo)率隨燒結(jié)溫度的升高呈現(xiàn)先增大后減少。 當(dāng)燒結(jié)溫度為750 ℃，復(fù)合材料組織均勻致密，相對密度為96.3%，維氏硬度（HV0.5）為60.7，抗壓強度為422 MPa，電導(dǎo)率為86.7%。