TiC增强膨胀石墨/铜复合材料导热性研究

将压缩膨胀石墨(CEG)在高温下通入四氯化钛(TiCl4),得到了生长在石墨片边缘的碳化钛(TiC),利用TiC改性的CEG与铜通过液相浸渍后热压的方法制备膨胀石墨/铜复合材料,研究TiC对CEG自身热导率的影响及其加入前后复合材料的微观形貌和热导率的变化情况。结果表明,适量TiC在石墨片层之间的连接作用能有效改善压缩膨胀石墨的导热网络,提高其热导率。膨胀石墨/铜复合材料热导率随着界面TiC量的增加而先升高后降低,原因在于TiC与铜之间的界面相容性比CEG与铜的好,然而当TiC含量进一步升高,其自身热导率低产生了更大的界面热阻导致复合材料的热导率下降。因此适量的TiC能有效改善膨胀石墨导热网络,且有利于改善膨胀石墨和铜的界面相容性,从而提高复合材料的热导率。

制备工艺参量对超大颗粒石墨/铜基复合材料基本性能的影响

添加超大石墨颗粒来提高铜的润滑性能具有制备操作简便、工艺成本低等优点。文章在研制超大粒度石墨颗粒作为功能相的铜基复合材料基础上,探讨制备工艺参量对该复合材料热导率、压缩强度和摩擦系数等基本性能的影响。研究发现,该复合制品的热导率明显大于采用等质量的较小粒度石墨原料的复合制品;石墨含量越多,颗粒越小,铜/石墨复合样品的热导率就越低。结果表明,该复合制品的规定非比例压缩强度和抗压强度均明显高于采用较小石墨颗粒的复合制品,其力学性能主要与石墨颗粒大小和添加量有关。在本工作的粒度范围(120~1500μm)和含量范围(5%~15%)内,石墨颗粒越大,含量越少,其复合制品的力学强度就越好。研究还表明:该复合制品的摩擦系数与采用等质量的较小粒度石墨原料的复合制品基本相当;对于摩擦性能,本工作中的石墨含量以10%为佳,粒度以32目即约为720μm为佳。

石墨烯化学镀铜对放电等离子烧结石墨烯增强铝基复合材料组织和性能的影响

通过化学镀方法得到镀铜石墨烯粉末,再通过静电自组装方法将镀铜石墨烯粉末与铝粉混合,然后经放电等离子烧结工艺制备镀铜石墨烯增强铝基复合材料,研究了不同质量分数(0.1%,0.2%,0.3%,0.4%,0.5%)镀铜石墨烯增强铝基复合材料的微观结构和性能,并与质量分数0.1%未镀铜石墨烯增强铝基复合材料进行对比。结果表明:镀铜石墨烯在复合材料中分散均匀,复合材料的相对密度均在99%以上;铝和铜发生反应生成了中间相Al_(2)Cu,但未有Al_(4)C_(3)界面相生成;镀铜石墨烯增强铝基复合材料的硬度和耐磨性能均优于未镀铜石墨烯增强铝基复合材料;随着镀铜石墨烯含量的增加,复合材料的硬度先升高后降低,磨损质量损失和摩擦因数均呈先减小后增加的趋势。当镀铜石墨烯的质量分数为0.2%时,复合材料具有优异的综合性能,其硬度为74.7 HV,磨损质量损失和摩擦因数均最小,分别为0.0023 g和0.259,磨损机制为氧化磨损。

石墨烯增强铜基复合材料的制备及性能研究

以三维泡沫铜为基体,采用化学气相沉积得到石墨烯铜复合体,同时解决了石墨烯在铜基体中分散性和界面结合问题,再用铜粉填充泡沫铜孔隙,然后真空热压制备石墨烯增强铜基复合材料。探究了石墨烯对铜基体复合材料导电性及拉伸性能的增强效果。研究发现,石墨烯对铜基体性能有明显增强作用,在50 sccm甲烷通量下15 min时沉积的石墨烯性能增强效果最佳。热压制备的石墨烯增强铜基复合材料的导电性能达到86.2%IACS,抗拉强度提高到338 MPa,屈服强度也达到214 MPa。

基于分子动力学模拟的铜-石墨烯复合材料耐烧蚀性能提升方法

直线推进机构的轨道因滑动电弧烧蚀严重易导致发射失败,研究新的耐烧蚀金属材料是提高发射效率的关键,目前鲜有性能优异的铜-石墨烯复合材料(CuGr)在极端工况下滑动电弧烧蚀的研究。该文对石墨烯层叠式分布CuGr模型进行分子动力学模拟,揭示模拟烧蚀中模型表层温度和材料微观结构的演变规律,并提出石墨烯在材料中合适的掺杂方式。结果表明:石墨烯质量分数越高,层数越少,CuGr导热性能越好。石墨烯能有效的减少轰击最大侵入距离。基体中石墨烯也可阻挡位错深入,不引起反尺寸效应时石墨烯层数越多,质量分数越大,应变残留深度越小。石墨烯可以降低最终侵蚀坑的深度和减少基体材料的质量损失,CuGr模型的侵蚀坑深度类似,质量损失方面各模型相差较小但随着层数增加呈现减小趋势,且都优于Cu模型。综合对比模拟结果,效果最优的是石墨烯6层分布Cu Gr1%。上述结果可揭示铜-石墨烯复合材料耐烧蚀作用规律和微观机理,为制备耐烧蚀性能更高的CuGr材料提供理论依据和技术支持。

CVD合成三维石墨烯-铜复合材料及其超高导电性(英文)

石墨烯-铜复合材料具有广阔的应用前景。然而,具有超高导电性的石墨烯-铜复合材料仍未成功开发和应用。本研究利用铜粉烧结内部形成三维微孔,并通过化学气相沉积(CVD)法合成石墨烯-铜异质结构。将其挤压成直径为4 mm的铜-石墨烯复合线材,测量了其在室温和高温下的电导率,获得了导电率(101.0%IACS)高于国际退火铜(100%IACS)的铜-石墨烯复合材料,且石墨烯-铜复合导线的高温载流量比纯铜线高5.45%。本研究为获得超高导电性铜基复合材料提供了新的思路。

用镀铜石墨粉制备铜-石墨复合材料

通过金相、扫描电镜分析和物理性能测试等手段，对化学镀铜的石墨粉与铜粉混合制备成的复合材料的组织、性能、工艺进行了研究。结果表明，在平均粒度４—６μｍ石墨表面能均匀地涂覆金属铜，并且在压制压力、烧结温度合适的条件下，复合材料的组织均匀，致密性好，石墨在基体中弥散分布，金属铜形成细小的三维网状搭接。这种组织形态使材料的导电性及强度明显提高，特别是电阻率较国内成分相近的市售商品牌号降低４５％。

石墨表面金属化对铜基复合材料摩擦学性能的影响

利用化学镀技术制备镀铜和镀镍石墨粉,采用粉末冶金复压复烧工艺制备铜基石墨自润滑复合材料,测试了复合材料的摩擦磨损性能,利用X射线衍射、扫描电镜和能谱仪等分析该复合材料的结构、摩擦磨损性能及机理。结果表明:石墨表面铜、镍镀层改善了石墨和铜合金基体界面结合,摩擦过程中所形成的润滑膜与基体粘附性好,显示出更好的润滑减摩效果,摩擦副摩擦因数由0.24降低到0.20,磨损率降低约50%;实验条件下,6%(质量分数)石墨铜基复合材料经历轻微磨损、中等磨损和严重磨损3个磨损过程;而6%镀铜、镀镍石墨铜基复合材料只经历轻微磨损和中等磨损两个磨损过程。

碳纤维对铜-石墨复合材料性能的影响

根据目前电力机车受电弓滑板应用的背景研究了在铜 石墨复合材料中加入碳纤维后对复合材料滑动电接触性能的影响。详细研究了碳纤维的加入量、排列、分布对复合材料密度、电阻率、冲击性能的影响规律 ,并通过与传统滑板性能比较来验证它是一种既具有优良滑动接触性能又具有优良导电性能和一定强度的新型滑动电接触复合材料。

膨胀石墨复合材料的电磁特性及其3mm、8mm波动态衰减性能研究

通过高温下膨化二茂铁与可膨胀石墨混合物的方法,制得附着铁氧化物的膨胀石墨复合材料．铁氧化物的主要成分为Fe2O3、Fe3O4,随着铁氧化物含量的增加,其平均电导率呈下降趋势,而磁化强度逐渐增强,复合材料呈亚铁磁性．在不影响膨胀石墨电损耗吸收的同时,复合材料增加了磁损耗吸收,其3mm、8mm波动态衰减效果明显优于单纯的膨胀石墨．二茂铁和可膨胀石墨的质量比为2-3:5时,3mm、8mm波动态衰减能力最强．

石墨/铜基复合材料真空液相浸渗过程动力学研究

用真空浸渗法制备石墨 /铜基复合材料 ,从多孔介质的渗流物理理论出发 ,分析了颗粒堆积多孔体的孔隙结构 ,研究了在 0 .0 985 MPa的压力作用下 ,铜液浸渗石墨颗粒堆积多孔体的浸渗动力学过程 ,分析认为铜液对多孔体的浸渗以紊流方式进行。文中还同时探讨了浸渗过程中浸渗速度的变化 ,润湿角对浸渗的影响。比较了铜液分别浸渗未涂层处理石墨颗粒、碳化物涂层石墨颗粒后的组织。结果表明 ,涂层能有效促进浸渗并改善浸渗缺陷 ,在真空负压压力下 ,铜液可以浸透由涂层石墨颗粒组成的多孔体。

丁腈橡胶/膨胀石墨导电纳米复合材料的制备和性能

采用熔融插层法制备了丁腈橡胶/膨胀石墨纳米复合材料。扫描电镜(SEM)研究表明,超声处理后的膨胀石墨薄片厚度为纳米级。透射电镜(TEM)研究证实,膨胀石墨确以纳米级尺寸分散在橡胶基体中。力学性能研究表明,填加5份膨胀石墨时,纳米复合材料的拉伸强度最大,为28·4MPa,是不含膨胀石墨的复合材料的1·8倍。导电性能研究显示,填加10份膨胀石墨时,纳米复合材料的表面电导率和体积电导率分别为1·1×10-9S/cm和1·2×10-9S/cm,是不含膨胀石墨的复合材料的100倍和43倍。

石墨表面镀铜对石墨-铜复合材料强度影响的研究

石墨与铜的界面结合及石墨在基体中的分布方式是影响石墨－铜基复合材料抗弯强度的重要因素。本文用镀铜石墨粉制备石墨－铜复合材料，并测定了材料的抗弯强度，对断口进行扫描分析。结果表明，石墨经镀铜处理后，使得石墨－铜复合材料抗弯曲强度显著提高。

膨胀石墨／聚酯导电复合材料的制备与导电行为

采用熔融共混法制备了膨胀石墨(EG)/聚酯(PET)导电复合材料。利用扫描电镜及电导率测试等研究了复合材料的制备方法对其结构形态和导电性能的影响。结果表明,EG与聚合物基体间的相互作用和机械剪切力使PET分子能够进入EG的片层和孔隙中,促进了导电网络的形成,导致EG/PET复合材料具有较低的逾渗值,仅为3.14%。环氧树脂(ER)与EG间的强相互作用使其易于对EG插层和剥离,使ER-EG/PET体系的逾渗值进一步降低到1.80%。运用统计逾渗理论分析了材料的导电机制。发现复合材料电导率的各向异性、复杂的微观结构以及在高于逾渗值仍存在隧道导电是临界指数高于普适值的主要原因。

铜-石墨复合材料的半固态铸造研究

首次采用半固态加工方法对 QTi3.5 - 3.5石墨复合材料进行了研究 ,得到了半固态浆料固相率与铸锭中石墨颗粒分布之间的关系 ,确定了获得石墨颗粒均匀分布的 QTi3.5 - 3.5石墨复合材料的半固态加工技术条件。结果表明 ,随着半固态浆料固相率的增大 ,石墨颗粒的上浮偏聚程度逐渐减小 ,当采用固相率大于 40 %的半固态浆料进行铸造时 ,石墨颗粒的上浮偏聚现象得以消除 ,可获得石墨颗粒均匀分布的 QTi3.5 - 3.

铜包石墨填充PTFE基复合材料摩擦学特性的研究

研究了铜包石墨和铜／石墨混合填充ＰＴＦＥ基复合材料的微观结构、力学性能及摩擦学特性．结果表明，铜包石墨填充ＰＴＦＥ复合材料的抗压缩性能、抗拉伸性能以及耐磨性能均优于铜／石墨混合填充ＰＴＦＥ复合材料，其原因在于铜包石墨既增强了填料与ＰＴＦＥ的界面结合强度，又保证了ＰＴＦＥ连续相的完整性．此外，石墨表面铜包敷层的结构疏松、晶粒细小。

铜和石墨对铁基含油自润滑复合材料机械及摩擦学性能的影响

采用粉末冶金工艺制备了铁基含油自润滑复合材料 ,考察了 Cu与石墨的含量对铁基含油自润滑复合材料的机械性能、摩擦学性能及组织结构的影响 ,并利用 X射线衍射仪、扫描电子显微镜及光学显微镜等对材料的组分、显微组织形态和结构以及磨损表面形貌等进行了系统的观察和分析 .结果表明 :添加适量 Cu的 Fe- Cu二元系材料的机械性能和摩擦学性能明显优于 Fe系材料 ,这主要是因为 Cu的加入改变了材料的微观结构 .添加适量石墨的 Fe- Cu-石墨三元系材料比 Fe- Cu二元系材料具有更优异的摩擦学性能 ,但机械性能有所下降 。

膨胀石墨-ZnO复合材料的制备及其光催化降解原油的性能

采用化学氧化—浸渍法制备出膨胀石墨-ZnO(EG-ZnO)复合材料,采用扫描电镜、X射线衍射仪、紫外-可见分光光度法及傅里叶变换红外光谱仪等表征手段对该复合材料的形貌、结构及其光催化降解水面原油的性能进行了研究。研究结果表明,EG-ZnO复合材料保持了膨胀石墨疏松多孔的蠕虫形貌,六方晶系结构的ZnO晶体均匀地分布于膨胀石墨的层间和表面。经紫外光照射72h后,吸附于EG-ZnO复合材料中的原油发生了显著的光催化降解反应。当该复合材料中ZnO的质量分数为80%时,原油的降解率可达35%,降解产物中有酮、醛及醇类等物质。

镀铜石墨粉含量对铜-镀铜石墨复合材料组织与性能的影响

比较了用粉末冶金法制备的铜 -镀铜石墨复合材料的显微组织与部分性能。结果表明 ,随镀铜石墨含量的增加 ,铜 -镀铜石墨复合材料的密度和导电性降低 ,但其组织中石墨分布更均匀 ,并且铜有利于构成三维网状 ,使该复合材料具有更好的导电性。

碳纤维-中铜-石墨复合材料的摩擦磨损性能研究

对采用粉末冶金法制备的含不同质量分数的碳纤维－中铜－石墨复合材料，在滑动速度为１５ｍ／ｓ，载荷４．９Ｎ的条件下，分别进行了５０ｈ的不通电和通电干摩擦试验，并用扫描电镜对其磨损表面进行了观察分析．结果表明：在无电流干摩擦条件下，随碳纤维含量的增加，复合材料的摩擦系数和磨损量逐渐减小；而在电流密度为２０Ａ／ｃｍ２时，复合材料的摩擦系数比不通电时小，但磨损量比不通电时大３～７倍，磨损机理也有差别．