超聲場脈沖電鑄制備銅-碳纖維粉復合材料及其性能研究.pdf

1、碳纖維粉是將碳纖維長絲經特殊表面處理、研磨后制得的高強度、耐摩擦、耐腐蝕材料，其形狀細小，表面純凈，比表面積大，是性能優(yōu)良的復合材料填料。本文在超聲波與脈沖電流的條件下，采用復合電鑄技術制備了銅-碳纖維粉復合材料，對其制備工藝與性能進行了探索與研究。
　　進行了碳纖維粉表面改性研究。采用球磨工藝對碳纖維粉進行表面粗化，避免了強堿粗化對碳纖維粉結構的破壞和強度的弱化；以碳纖維粉接觸角作為試驗指標，研究了三種降低碳纖維粉表面張力的表面

2、活性劑，選用125 mg/L的十二烷基硫酸鈉作為試驗添加劑。
　　碳纖維粉在電鑄液內運動情況受電鑄液流場的影響較大，采用 FLUENT對電鑄液進行了流場仿真分析，并結合實驗驗證得出，當采用矩形電鑄槽、電極相對電鑄槽長邊方向成75°夾角放置、攪拌速度為60 rad/s時，碳纖維粉在復合電鑄層內的含量相對高，分布相對均勻。
　　在電鑄制備銅-碳纖維粉復合材料的試驗中，重點研究分析了電鑄液內碳纖維粉添加量（CA）、脈沖通電時間（T

3、on）、脈沖脈沖關斷時間（Toff）、脈沖峰值電流密度（Ip）和超聲功率（P）對復合電鑄層的碳纖維粉含量（CLP）、微觀形貌、顯微硬度、耐磨性和導電性的影響，研究結果表明，工藝參數主要通過改變復合電鑄層內碳纖維粉含量（CLP）進而影響復合電鑄層各性能的；復合電鑄層中的碳纖維粉能夠細化復合電鑄層組織，含量越高，材料平整度越低，孔隙率越大，組織致密性越低；CLP越高，復合電鑄層的顯微硬度越低；復合電鑄層耐磨性能得到提升；復合電鑄層保持較高的