石墨-銅（銀）復(fù)合材料組分設(shè)計(jì)與性能研究.pdf

1、石墨-銅(銀)復(fù)合材料,不僅導(dǎo)電性與導(dǎo)熱性優(yōu)異,而且具有良好的抗電弧侵蝕和抗磨損能力及較高的強(qiáng)度,是一種具有廣泛應(yīng)用前景的新型材料.將固體潤滑劑石墨與銅、銀復(fù)合制成金屬基自潤滑材料是銅、銀基復(fù)合材料重要的用途之一.尤其石墨一銅(銀)復(fù)合材料在電接觸材料領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用,但石墨與銅互不相溶,其界面機(jī)械互鎖,結(jié)合強(qiáng)度低,當(dāng)承受載荷時(shí)往往造成增強(qiáng)體的拔出、剝離或脫落.因此,如何在保持較高電導(dǎo)率水平的前提下,大幅度地提高強(qiáng)度、硬度和耐磨性的問

2、題已成為銅、銀基材料研究與開發(fā)的重要問題. 本文以開發(fā)高性能銅、銀基自潤滑材料為目標(biāo),通過組分優(yōu)化設(shè)計(jì),采用機(jī)械合金化的技術(shù)與粉末冶金的方法制備出了基體合金化與納米AlN顆粒混合增強(qiáng)石墨-銅復(fù)合材料以及鍍銅碳纖維增強(qiáng)石墨.銀復(fù)合材料,為拓展新型銅、銀基復(fù)合材料的應(yīng)用領(lǐng)域提供技術(shù)保障.本文的研究主要包括以下幾個(gè)方面的內(nèi)容: (1)采用機(jī)械合金化技術(shù)制備了Cu-5﹪Cr復(fù)合粉體,利用XRD分析了Cu-5﹪Cr復(fù)合粉體機(jī)械合金

3、化過程.結(jié)果表明:隨著球磨時(shí)間的增加,晶粒不斷細(xì)化,Cu-5﹪Cr復(fù)合粉末衍射峰逐漸寬化,衍射強(qiáng)度逐漸下降:當(dāng)球磨60h時(shí),Cr大部分固溶在Cu晶格中. (2)采用粉末冶金的方法制備了石墨.銅復(fù)合材料,分析了基體合金化對(duì)石墨-銅復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明:隨著Cr含量增多,石墨.銅復(fù)合材料力學(xué)性能、耐磨性能提高,導(dǎo)電性能下降. (3)初步探討了納米AlN顆粒對(duì)銅基復(fù)合材料的影響.結(jié)果表明:隨著納米AlN顆粒質(zhì)量分?jǐn)?shù)

4、的增加,材料的密度和導(dǎo)電性下降,硬度、抗彎強(qiáng)度有所增大,當(dāng)材料中含有AlN超過0.5﹪時(shí),復(fù)合材料硬度、抗彎強(qiáng)度增加不明顯. (4)采用粉末冶金的方法制備了銀基電刷材料,研究了其導(dǎo)電性能的影響因素.結(jié)果表明:隨著石墨、碳纖維和銅含量的增加,材料的電阻率有所升高.當(dāng)金屬基體含量為93﹪,添加的銅含量不超過9﹪時(shí),對(duì)電刷的接觸電壓降影響不明顯. (5)探討了銀基電刷材料的摩擦磨損性能.結(jié)果表明:石墨、碳纖維起到了潤滑和減磨的