镀铜石墨/铜复合材料的组织和摩擦磨损性能

本实验以电解铜粉为基体,镀铜石墨为润滑相,采用放电等离子烧结技术(SPS)制备镀铜石墨/铜复合材料,研究了镀铜石墨含量对复合材料微观组织、硬度、孔隙率和摩擦磨损性能的影响。结果表明:镀铜石墨均匀分散在Cu基体中能细化晶粒、均匀组织,石墨表面镀铜层能够增强石墨与Cu基体的界面结合。当镀铜石墨含量超过4wt%,复合材料的硬度和孔隙率变化幅度明显增大。镀铜石墨具有细晶强化作用,能提升复合材料的硬度,其含量为4wt%时,复合材料的硬度达到最大值57.8HV,但镀铜石墨含量和孔隙率的共同作用使得复合材料的硬度呈先增大后减小的趋势。随着镀铜石墨含量增加,复合材料孔隙率逐渐增大,摩擦系数、磨损量逐渐减少,镀铜石墨含量为8wt%时,复合材料的摩擦系数、磨损量相比纯铜分别降低63.9%、96.3%。镀铜石墨作为润滑相紧密镶嵌在铜基体中,显著提高了复合材料的摩擦磨损性能。复合材料摩擦磨损机理主要为磨粒磨损、粘着磨损和氧化磨损。

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。

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。

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。

镀铜石墨-铜基复合材料组织与性能研究

通过金相、扫描电镜分析和物理性能测试等手段，对化学镀铜石墨粉－铜基复合材料的制备、组织、性能进行了研究。结果表明：在粒度４～６μｍ石墨表面可均匀地涂覆金属铜，在合理的压制压力和烧结温度下，复合材料的组织均匀和致密，石墨在基体中均匀弥散分布，金属铜形成细小的三维网络搭接。

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％。

镀铜石墨-银基复合材料的制备与性能研究

用化学镀方法对粒度<30μm的石墨粉进行表面镀铜处理。将镀铜石墨粉与银粉用粉末冶金法制备成镀铜石墨一银基复合材料,对其密度、电阻率、硬度、抗弯强度和摩擦磨损性能进行测试,并与相同石墨含量的银-石墨复合材料进行对比。结果表明,镀铜石墨-银基复合材料具有低的电阻率和摩擦因数,以及高的硬度、抗弯强度和耐磨性。

石墨表面镀铜对铁基粉末复合材料摩擦性能影响的研究

石墨与铜的界面结合及石墨在基体中的分布方式,是影响铁基粉末复合材料摩擦性能的重要因素。用镀铜石墨制备铁基粉末复合材料,并测定了材料的摩擦系数、磨损性能。结果表明石墨经镀铜处理后,使复合材料的摩擦系数有所降低,磨损性能提高20%～30%。

镀铜碳纤维-镀铜石墨-铜基复合材料的制备与性能研究

用粉末冶金法成功地制备了短碳纤维-镀铜石墨-铜基复合材料,对其体积密度、电阻率、硬度、抗弯强度和摩擦磨损性能进行了测试,观察了它们的显微组织、断口和磨面形貌,并与石墨-铜、镀铜石墨-铜基复合材料进行了对比。结果表明,镀铜碳纤维-镀铜石墨-铜基复合材料的各项性能,明显优于石墨-铜、镀铜石墨-铜基复合材料。

碳纤维对镀铜石墨-铜基复合材料组织与性能的影响

用粉末冶金法制备了碳纤维 镀铜石墨 铜基复合材料 ,测量了不同纤维含量时该复合材料的体积密度、电阻率、硬度、抗弯强度和摩擦磨损性能 ,并观察了它们的显微组织、断口和磨面形貌 ,分析了碳纤维含量对该复合材料显微组织和性能的影响。结果表明碳纤维的加入对镀铜石墨 铜基复合材料的体积密度、电阻率和摩擦系数影响不大 ,但使其硬度。

镀铜二硼化钛-碳纤维增强铜-石墨基复合材料的性能研究

研究了在铜-石墨基复合材料中用镀铜TiB2和碳纤维取代一部分石墨后对复合材料密度、电阻率、硬度和抗弯强度的影响。结果表明:用2%的碳纤维取代部分石墨后,随着镀铜TiB2的含量增加到2%时,其复合材料的密度比原来提高2%,电导率提高31%,硬度提高26%,抗弯强度提高8%。

镀铜石墨烯增强钛基复合材料的组织及性能研究

本实验通过超声搅拌加球磨的方式制备了镀铜石墨烯(GNPs)增强Ti6Al4V(TC4)钛基混合粉体,将粉体压制后采用微波烧结制备GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料。通过X射线衍射、扫描电子显微镜、能谱分析、显微硬度、室温压缩和摩擦磨损等测试手段,研究了石墨烯含量对钛基复合材料微观组织及力学性能的影响。研究结果表明:各石墨烯含量的钛基复合材料均出现Ti_(2)Cu、TiC相,当石墨烯含量为0.5%时出现GNPs相,且含量越高GNPs相的峰越高。随着石墨烯含量增加,钛基复合材料的相对密度、显微硬度、室温压缩强度和耐磨性先增加后降低,其中石墨烯含量为0.8%时复合材料的性能最好。与未加入石墨烯的Ti6Al4V基体相比,石墨烯含量为0.8%的GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的显微硬度和压缩强度分别提高80.9%、69.9%。GNPs/Ti6Al4V和GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的压缩强度分别比Ti6Al4V基体高33.2%和69.9%。微波烧结制备GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的压缩强度分别比真空烧结和热压烧结高41.6%、22.9%。GNPs-Cu/Ti6Al4V复合材料的磨损机制为磨粒磨损与粘着磨损共存。

化学镀铜石墨粉及其铜基复合材料的性能

为了改善铜与石墨的浸润性,采用化学镀铜工艺对石墨粉体进行表面镀覆,通过粉末冶金法制备镀铜石墨铜基复合材料。利用TG-DTA、XRD、FT-IR、SEM分析方法表征镀铜石墨铜基复合材料在不同热处理温度下石墨的表面形貌。结果表明:镀铜石墨粉在高于250℃的空气中镀覆层首先被氧化,高于500℃时被包覆的石墨氧化;镀铜石墨粉体的红外光谱的吸收峰相对纯石墨的吸收峰减弱;镀铜石墨铜基复合材料在高于800℃真空热处理时,镀覆层球化现象显著。

石墨镀铜对石墨-银复合材料性能的影响

石墨与银的界面结合及石墨在基体中的分布方式是影响石墨-银复合材料性能的重要因素,本文用镀铜石墨粉制备镀铜石墨-银复合材料。通过金相、扫描电镜分析和物理性能测试等手段,对由镀铜石墨粉制备成的复合材料的组织、性能进行研究。结果表明,在粒度细小的石墨粉表面能够均匀地包覆金属铜,在压制压力、烧结温度合适的条件下,制成的复合材料,组织均匀,致密性好,石墨在银基体中弥散分布,金属银能够形成细小的三维网状结构。这种组织形态使复合材料的导电性及强度明显提高。

碳纤维对镀铜石墨-铜基复合材料性能的影响

研究了镀铜石墨-铜基复合材料中镀铜碳纤维对复合材料电阻、硬度和抗弯强度的影响。结果表明:在镀铜石墨-铜基复合材料中加入镀铜碳纤维可以明显地提高其抗弯强度和硬度,但对材料的电阻率作用并不明显。

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。

镀铜导电陶瓷颗粒Ti_3SiC_2对铜-石墨复合材料性能的影响

采用超声波化学镀覆技术在导电陶瓷颗粒表面,可获得均匀、连续的镀铜层。用粉末冶金法将镀铜Ti3SiC2与铜、石墨制备成镀铜Ti3SiC2-铜-石墨复合材料,用金相显微镜和扫描电子显微镜观察和分析了复合材料的显微组织和断口形貌,并测试了它们的电阻率、硬度和抗弯强度。结果表明:随镀铜Ti3SiC2含量的增加镀铜Ti3SiC2-铜-石墨复合材料的导电性、硬度和抗弯强度显著提高,并且各项性能明显优于不镀铜Ti3SiC2-铜-石墨复合材料。

激光熔覆法制备镀铜石墨/铜梯度复合材料及性能研究

利用YLS-4000-CL光纤激光器在Q235钢上制备镀铜石墨/铜梯度复合涂层,对熔覆层宏观表面进行观察,采用光学显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)对熔覆层的微观形貌进行观察。利用显微硬度计和磨损试验机以及多功能材料表面性能仪测试熔覆层的显微硬度和摩擦磨损性能。分析表明:激光功率600 W,扫描速率8 mm/s时,石墨/铜梯度材料的硬度值最大,为115 HV,并且磨损率也达到最小值,为6.9‰。

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。