碳納米管增強銅基復(fù)合材料的制備及性能測試.pdf

1、碳納米管增強銅基復(fù)合材料以其良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及低的熱膨脹系數(shù)而受到材料工作者的極大關(guān)注。盡管從目前來看其研究已取得了一些進展，但總的來說綜合性能與人們的預(yù)期相距較遠(yuǎn)，現(xiàn)有的技術(shù)路線還無法滿足人們對低成本、規(guī)?；苽鋬?yōu)異綜合性能的碳納米管增強銅基復(fù)合材料的期待。針對以上問題，本論文利用粉末冶金的方法制備得到了碳納米管增強銅基復(fù)合塊材，然后對得到的復(fù)合塊材在合適的軋制工藝下進行了熱軋?zhí)幚?。并研究了退火工藝對?fù)合塊材組織和性能的影響。最后

2、對軋制后得到的復(fù)合塊材進行了耐摩擦磨損、熱膨脹、耐腐蝕性能測試。
　　（1）經(jīng)過合適的混料、壓制、脫脂、熱燒結(jié)工藝后能夠得到宏觀形貌較為完整微觀組織分布均勻的樣品，通過對不同燒結(jié)溫度下燒結(jié)體組織形貌的比較發(fā)現(xiàn)，燒結(jié)體在溫度升高的過程中存在明顯的縮頸現(xiàn)象。對不同燒結(jié)工藝下得到的復(fù)合塊材斷面形貌的對比分析發(fā)現(xiàn)，適當(dāng)?shù)奶岣邷囟群捅貢r間有益于樣品燒結(jié)體的熔合。綜合各方面因素，我們選定最終的燒結(jié)程序為980℃保溫1h。
　?。?）對

3、不同碳納米管含量的復(fù)合塊材斷面形貌對比發(fā)現(xiàn)，隨著碳納米管含量上升，其燒結(jié)后斷面形貌的孔隙明顯增多，并且銅基底也開始出現(xiàn)顆粒狀物質(zhì)的析出，并且隨著碳納米管含量的上升，析出顆粒物的尺寸與數(shù)量逐漸增多。
　?。?）利用熱軋?zhí)幚硎沟迷嚇幼罱K的致密度、密度、顯微硬度得到顯著提升，對不同碳納米管含量的復(fù)合塊材金相顯微組織形貌分析發(fā)現(xiàn)，隨著碳納米管含量的增加，組織中開始出現(xiàn)明顯的團聚現(xiàn)象。在此基礎(chǔ)上，我們還比較了退火工藝中退火保溫溫度、保溫時間

4、的對樣品組織形貌及顯微硬度的影響，發(fā)現(xiàn)隨著保溫溫度的提高和保溫時間的增加，樣品的顯微硬度都會增加。
　?。?）碳納米管的加入對于復(fù)合塊材的耐磨損性能、熱膨脹性能以及耐腐蝕性能都有明顯的幫助。碳納米管含量為1％時得到的復(fù)合塊材耐磨損能力最好。并且隨著加載載荷的增大、加載速率的升高，復(fù)合塊材的耐磨損性能逐漸下降。當(dāng)碳納米管含量為1%時熱膨脹系數(shù)最小。通過對比添加碳納米管與未添加碳納米管的復(fù)合塊材的腐蝕形貌以及腐蝕產(chǎn)物的分析發(fā)現(xiàn)，碳納米