树脂包覆石墨/铜复合材料的高温和载流摩擦磨损性能

以酚醛树脂粉末、石墨粉、镀铜石墨粉和电解铜粉为原料,采用冷压−加压烧结工艺分别制备树脂包覆石墨/铜和镀铜石墨/铜复合材料,研究两种石墨/铜复合材料的室温、高温以及载流条件下的摩擦磨损性能,并与国外Roland接地电刷进行对比;结合高温(200~600℃)下铜基体晶体结构与材料导电和力学性能的变化规律,分析树脂持续分解对复合材料导电、力学和摩擦磨损性能的影响规律。结果表明:树脂包覆石墨/铜复合材料的高温力学性能优于镀铜石墨/铜复合材料,环境温度达到600℃时,树脂包覆石墨/铜复合材料的剪切强度仅降低6%,而镀铜石墨/铜复合材料的降幅达到24%。树脂包覆石墨/铜复合材料的高温(250℃)耐磨性和摩擦稳定性远优于镀铜石墨/铜复合材料和Roland电刷,载流摩擦因数低于Roland电刷。石墨的树脂包覆能改善铜基复合材料的高温和载流摩擦磨损性能,由于树脂层的保护,石墨即使在高温和载流条件下,也能形成连续完整且稳定的润滑膜,减少摩擦接触的微间隙;摩擦时炭化的树脂破碎成细小硬质颗粒,阻碍材料与对磨盘的黏着磨损;高温下铜基体软化不明显,可减少电弧的发生。

具有定向结构的钨-铜复合材料研究进展

钨-铜复合材料兼具两相的优异性能,广泛应用于工业领域。定向结构可以实现其功能的各向异性,更具有应用前景。首先,简要介绍了具有定向结构的钨-铜复合材料的发展状况;其次,介绍了具有定向结构钨-铜复合材料的主要制备方法和该复合材料的增强增韧机理;最后,讨论了该种材料的潜在应用领域、制备方面的主要困难和将来的重点研究方向。

电流密度对镀铜石墨-铜复合材料载流摩擦磨损性能的影响

本文基于MZL-200H型高速载流摩擦磨损试验机,研究了电流强度变化对镀铜石墨-铜复合材料摩擦学性能的影响规律,通过磨损表面分析,揭示复合材料的损伤机制。研究表明:采用化学镀可以有效改善石墨与铜基体的界面接触能力,表现出石墨相没有出现团聚现象,而是均匀分布在相互连通的连续铜基体中;复合材料的摩擦因数和磨损率相比纯铜有明显的降低,其中摩擦因数随电流的增加而降低,磨损率随电流的增加而升高;随着电流的增大,磨损表面出现大量的电弧烧蚀坑,且坑内还附着一层密集细小的熔融重凝的铜颗粒,磨痕的宽度和深度有明显的提升;复合材料的损伤机制主要以熔融和电弧侵蚀为主,同时伴随磨粒磨损,黏着磨损和氧化磨损。

基于WC粒子掺杂改性提高碳/铜复合材料综合性能研究

碳/铜复合材料广泛应用于轨道交通、机械制造及航空航天等领域,但由于界面间的天然不润湿性导致液相浸渍制备过程中容易形成气隙缺陷,影响复合材料的性能。将碳化钨(WC)粒子作为第三相引入传统碳/铜两相体系当中,研究掺杂改性对复合材料结构、元素、润湿性能的影响,并建立两相流有限元仿真模型,研究铜熔体在多孔碳基内部的微观渗流行为。结果表明,通过引入少量的WC粒子可以明显改善界面间的润湿性能,提高流场的均匀性。经计算,在基体中随机掺杂适量WC颗粒使碳/铜复合材料的气隙率减少3.11%,最大速度减少0.27 m/s,平均速度增加0.05 m/s。

基于Fluent的铍钯铜复合材料中子靶系统热固耦合分析

电子器件领域中高热流密度电子器件的散热问题已经成为制约高新技术发展的重要因素,简单结构的中子靶系统已无法满足某类电子器件的散热需求.为此,设计和开发了新型高效的微通道铍钯铜复合材料中子靶系统,利用液体冷却技术解决了铍钯铜复合材料的散热问题.运用ANSYS Fluent和Static Structural仿真软件中湍流模型和有限元分析方法,对比分析了不同结构的铍钯铜复合材料中子靶系统的流场及其热应力分布,优化设计出结构紧凑、换热性能好的微通道铍钯铜复合材料中子靶系统.

钨铜与纳米钨铜复合材料的发展现状

高导电导热性铜与高温强度、强抗电弧烧蚀钨的良好结合使钨铜复合材料具有一系列优异性能。钨与铜的互不相溶性决定了钨铜复合材料制备的特殊性。由于纳米颗粒具有特殊性能和很大的活性,纳米钨铜复合材料的制备尤为特殊。本文作者介绍了近年来国内外钨铜复合材料及纳米钨铜复合材料的研究现状,总结分析了其主要制备方法的特点和进行改进需要考虑的问题。

钨铜复合材料的应用与研究现状

在简述钨铜复合材料具有良好导热、导电性和高温抗氧化性等优良性能及其在电子封装、集成电路、国防军工、航空航天等高尖端技术的应用拓展空间的基础上,介绍了国内外钨铜材料的主要应用领域和制备新工艺的研究发展现状。

纤维结构钼铜复合材料的制备及组织性能

在真空环境下,将铜熔渗到钼纤维预制体中,制得纤维结构的致密的钼铜复合材料。通过控制钼纤维预制体的表观密度,可以方便地改变钼铜复合材料的成分组成。采用扫描电镜和金相显微镜观察材料的微观组织形貌,研究工艺参数对钼铜复合材料的成分、密度、硬度和电导率的影响。结果表明:采用无纺技术结合模压成形获得的钼纤维预制体可形成较宽范围的孔隙度,从而得到钼含量不同的钼铜复合材料;熔渗工艺制得的钼铜复合材料具有致密均匀、特征明显的纤维结构组织;所得钼铜复合材料的致密度均达到99%以上。当钼质量分数为84.77%时,得到的材料致密度达到最大值99.43%,其硬度为226.7HV,电导率为16.5 MS/m。

金刚石/铜复合材料热导率研究

采用高温高压法制备出金刚石/铜复合材料,并对复合材料的显微组织及性能进行了研究。结果表明,采用高温高压法制备的金刚石/铜复合材料,组织致密;复合材料的热导率随金刚石含量的增加而下降,这主要是由于界面热阻对复合材料热导率的影响。

中国高温用钨铜复合材料的研究现状

综述了中国高温用钨铜复合材料在制备技术、高温强度、抗烧蚀性、抗热震性、尺寸稳定性等方面的研究现状。目前,中国高温用钨铜复合材料主要采用烧结-熔渗法进行制备,从材料的性能研究来看,钨铜复合材料的高温强度主要取决于钨骨架的强度;铜含量高,渗铜均匀的材料,抗热震性相对较好;断裂韧性可以作为表征材料抗热震性能的指标之一;通过调整制备工艺参数,能有效的控制部件由于高温下2次烧结所产生的尺寸变化;对于材料合金化的研究表明,合金化一方面降低了材料的密度,另一方面还明显的提高了材料的高温强度等性能。

电子封装用金刚石/铜复合材料界面与导热模型的研究进展

金刚石/铜复合材料具有高热导率、高强度、热膨胀系数可调的优点,是极具发展潜力的新一代电子封装材料。针对复合材料两相界面结合较差的问题,目前主要采用添加活性元素在界面处生成碳化物层的方法来改善。论述了活性元素添加的两种手段,即基体合金化和金刚石表面金属化的研究进展,并归纳了金刚石/铜复合材料导热模型的发展情况,最后提出了金刚石/铜复合材料在界面研究中面临的挑战和其未来努力的方向。

高温高压烧结金刚石-铜复合材料的研究

采用高温高压烧结工艺制备了金刚石体积分数为80%的金刚石-铜复合材料。研究了金刚石颗粒大小、烧结温度、烧结时间等因素对复合材料成分、界面状态和热导率的影响。结果表明:金刚石颗粒直径为80μm时,在高温高压条件下可获得热导率高达639 W.m-1.K-1的金刚石-铜复合材料。当金刚石体积分数一定时,存在一临界粒径,随金刚石颗粒直径增大复合材料热导率先增大后减小。恰当的烧结温度和时间有助于获得黏结良好的界面和高热导率。

纳米钨铜复合材料制备技术的研究进展

阐述了当前纳米钨铜复合材料制备技术的研究进展。从粉末的制备、成形、烧结等方面对传统制备工艺和剧烈塑性变形新工艺进行了论述,并比较了传统的制备工艺和剧烈塑性变形新工艺。

钨铜复合材料的研究进展

钨铜复合材料具有高的强度、良好的导电导热性、低的热膨胀系数、良好的高温抗氧化性等诸多的优良性能;重点介绍了钨铜复合材料的应用、传统制备方法及国内外钨铜复合材料制备新工艺的研究发展。

金刚石/铜复合材料与氧化铝陶瓷的Ag-Cu-Ti活性钎焊(英文)

金刚石/铜复合材料具有低膨胀系数和高热导率等优异性能,使其成为一种理想的电子封装材料。采用97%(72Ag-28Cu)-3%Ti活性钎料对金刚石/铜复合材料和氧化铝陶瓷进行钎焊。发现活性钎料在氧化铝陶瓷和金刚石薄膜表面均具有良好的润湿性,在两者表面的平衡润湿角均小于5°。讨论了主要钎焊条件(如钎焊温度和保温时间等)对接头性能的影响。发现钎焊过程中Ti元素聚集在金刚石颗粒的表面形成TiC化合物,且TiC化合物的形貌与钎焊接头的剪切强度具有紧密联系。推测合适的TiC化合物层厚度可改善钎焊接头的剪切强度,而颗粒状的TiC化合物及过厚的TiC化合物层却会损害钎焊接头的性能。获得的最大剪切强度为117MPa。

高石墨含量鳞片石墨/铜复合材料的微观结构和性能

通过真空热压烧结制备出高石墨含量的鳞片石墨/铜复合材料。研究了高石墨含量对鳞片石墨/铜复合材料微观结构和性能的影响。结果表明,随着石墨体积分数的增加(72.08 vol.%~93.34 vol.%),复合材料的密度降低(4.07~2.63 g cm^-3);电导率降低(14.71%~2.45%国际退火铜标准);面向热导率先增加后降低,在石墨体积分数为82.6%时,面向热导率达到最大值为663.73 W m^-1K^-1;面向热膨胀系数降低(6.6×10^-6~2.2×10^-6K^-1);抗弯强度降低(42.48~14.63 MPa),抗压强度降低(45.75~20.46 MPa)。鳞片石墨在复合材料中高度取向排列,分布均匀。并对预测复合材料的热导率模型进行修正,发现测量结果和模型预测结果相吻合。

钨铜复合材料制备方法的研究现状

综述了钨铜复合材料制备方法的研究现状,重点介绍了熔渗法、化学共沉淀法、机械合金化法、热压烧结法、共还原烧结法、溶胶凝胶法,并对其未来的发展方向进行了展望。

高能球磨时间对钨铜复合材料性能的影响

将W-15wt%Cu粉在行星式高能球磨机中进行球磨,并将球磨粉末加压烧结成型。研究了不同球磨时间对钨铜复合材料性能的影响。采用XRD、SEM对所制备的球磨粉末及烧结合金分别进行物相分析和组织形貌观察,并测定了烧结合金的相对致密度。结果表明,随着球磨时间的增加,钨铜球磨粉末晶粒尺寸得到细化,且有不饱和固溶体产生;烧结合金晶粒尺寸长大,孔洞减少,相对密度增大接近全致密。

纤维分布方式对碳纤维—铜复合材料导热性能的影响

研究了纤维排布方式和纤维含量对碳纤维—铜复合材料热导率的影响,结果表明,随纤维含量增加,复合材料的热导率下降;短纤维无序分布的复合材料的热导率大于纤维呈双向正交和涡巷状分布的复合材料的热导率。

新型功能材料—碳纤维-铜复合材料

碳纤维-铜复合材料是一种新型功能材料,它除了具有一定强度、刚度外,还具有导电导热性好,热膨胀系数小,摩擦系数小、磨损率低等许多优异性能,可用作低电压、大电流电机及特殊电机的电刷材料、耐磨材料及电力半导体支撑电极材料,集成电路散热材料等。本文较详细论述了碳纤维-铜复合材料的制造工艺,影响复合材料性能的因素以及此复合材料的几个应用实例,表明该复合材料是一种较有前途的新型功能材料。