Cu-C-Ti-,3-SiC-,2-復合材料的制備與燒結性能研究.pdf

1、金屬銅具有良好的塑性變形能力和優(yōu)良的導電、導熱性能，化學性能穩(wěn)定，抗腐蝕性能好，目前應用十分廣泛。但是，其強度、抗磨損性能和高溫蠕變等性能卻比較差。因此，本實驗嘗試在Cu基體中引入增強相，制備出銅基復合材料。 Ti<,3>SiC<,2>是一種新型結構．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、良好的導電導熱性、高彈性模量、高斷裂韌性、耐氧化、耐熱震、易加工等。同時還具有超低的摩擦系數(shù)和優(yōu)良的自潤滑性能。

2、石墨的熔點很高，導電性和導熱性也很強，還具有很好的潤滑性(摩擦系數(shù)小于0.1)、可塑性以及化學穩(wěn)定性。因此考慮利用Ti<,3>SiC<,2>和石墨兩種增強體來增強Cu基體，制備出Cu/C/Ti<,3>SiC<,2>復合材料。 本實驗以Ti/Si/C/Al元素粉為原料，采用無壓燒結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>和石墨兩種增強體之間的潤濕性，采用化學鍍的方法對Ti<,3>

3、SiC<,2>和石墨兩種粉體進行表面鍍銅，對兩種化學鍍銅的過程與機理進行了研究，分析了化學鍍銅的影響因素，并分別得出了最佳化學鍍銅工藝參數(shù)。同時還對石墨粉末表面預處理過程進行了研究。 采用熱壓燒結工藝對復合粉末Cu、Ti<,3>SiC<,2>和石墨在不同的條件下進行燒結，通過對燒結性能的分析得出最佳燒結工藝參數(shù)。通過對溫度的分析可知：900℃是最佳燒結溫度，超過900℃之后，容易生成其它雜相。同時保溫2.0小時和加壓30MlPa

4、在實驗條件下也是最佳和可行的。還對復合材料密度、硬度和電阻率進行了測試，并分析了燒結溫度、保溫時間和Ti<,3>SiC<,2>和石墨兩種增強相化學鍍銅對性能的影響。同時也對不同原料配比的試樣進行了燒結和測試。 通過SEM和EDS分析試樣的顯微結構，可知，當Ti<,3>SiC<,2>和石墨兩種增強相均鍍銅的情況下，由于改善了基體與增強體之間的潤濕性，Cu/C/Ti<,3>SiC<,2>復合材料的形貌結構最好；對性能測試后也發(fā)現(xiàn)此時