Cu-C-Ti-,3-SiC-,2-復(fù)合材料的制備與燒結(jié)性能研究.pdf

1、金屬銅具有良好的塑性變形能力和優(yōu)良的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能，化學(xué)性能穩(wěn)定，抗腐蝕性能好，目前應(yīng)用十分廣泛。但是，其強(qiáng)度、抗磨損性能和高溫蠕變等性能卻比較差。因此，本實(shí)驗(yàn)嘗試在Cu基體中引入增強(qiáng)相，制備出銅基復(fù)合材料。 Ti<,3>SiC<,2>是一種新型結(jié)構(gòu)．功能陶瓷材料，具有金屬和陶瓷的優(yōu)良性能，如低密度、高熔點(diǎn)、良好的導(dǎo)電導(dǎo)熱性、高彈性模量、高斷裂韌性、耐氧化、耐熱震、易加工等。同時(shí)還具有超低的摩擦系數(shù)和優(yōu)良的自潤(rùn)滑性能。

2、石墨的熔點(diǎn)很高，導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性也很強(qiáng)，還具有很好的潤(rùn)滑性(摩擦系數(shù)小于0.1)、可塑性以及化學(xué)穩(wěn)定性。因此考慮利用Ti<,3>SiC<,2>和石墨兩種增強(qiáng)體來增強(qiáng)Cu基體，制備出Cu/C/Ti<,3>SiC<,2>復(fù)合材料。 本實(shí)驗(yàn)以Ti/Si/C/Al元素粉為原料，采用無壓燒結(jié)法合成了純度比較高的Ti<,3>SiC<,2>粉末，為了改善Cu與Ti<,3>SiC<,2>和石墨兩種增強(qiáng)體之間的潤(rùn)濕性，采用化學(xué)鍍的方法對(duì)Ti<,3>

3、SiC<,2>和石墨兩種粉體進(jìn)行表面鍍銅，對(duì)兩種化學(xué)鍍銅的過程與機(jī)理進(jìn)行了研究，分析了化學(xué)鍍銅的影響因素，并分別得出了最佳化學(xué)鍍銅工藝參數(shù)。同時(shí)還對(duì)石墨粉末表面預(yù)處理過程進(jìn)行了研究。 采用熱壓燒結(jié)工藝對(duì)復(fù)合粉末Cu、Ti<,3>SiC<,2>和石墨在不同的條件下進(jìn)行燒結(jié)，通過對(duì)燒結(jié)性能的分析得出最佳燒結(jié)工藝參數(shù)。通過對(duì)溫度的分析可知：900℃是最佳燒結(jié)溫度，超過900℃之后，容易生成其它雜相。同時(shí)保溫2.0小時(shí)和加壓30MlPa

4、在實(shí)驗(yàn)條件下也是最佳和可行的。還對(duì)復(fù)合材料密度、硬度和電阻率進(jìn)行了測(cè)試，并分析了燒結(jié)溫度、保溫時(shí)間和Ti<,3>SiC<,2>和石墨兩種增強(qiáng)相化學(xué)鍍銅對(duì)性能的影響。同時(shí)也對(duì)不同原料配比的試樣進(jìn)行了燒結(jié)和測(cè)試。 通過SEM和EDS分析試樣的顯微結(jié)構(gòu)，可知，當(dāng)Ti<,3>SiC<,2>和石墨兩種增強(qiáng)相均鍍銅的情況下，由于改善了基體與增強(qiáng)體之間的潤(rùn)濕性，Cu/C/Ti<,3>SiC<,2>復(fù)合材料的形貌結(jié)構(gòu)最好；對(duì)性能測(cè)試后也發(fā)現(xiàn)此時(shí)