石墨对C/Cu复合材料微观组织及摩擦磨损性能的影响

利用机械合金化和放电等离子烧结技术制备C/Cu复合材料,用扫描电镜、透射电镜、X射线衍射仪、显微硬度计和销-盘摩擦磨损试验机对复合粉末和烧结体的组织结构、硬度、摩擦学行为进行了分析。结果表明:C/Cu复合粉末中Cu相粉末由纳米/亚微米复合颗粒组成,石墨主要以纳米层片状结构和非晶态存在,放电等离子体烧结体组织致密、细小且均匀,随着碳含量增加,烧结体的硬度与密度减小;C/Cu复合材料烧结样品在摩擦过程中形成润滑膜,表现出较低的摩擦系数和良好耐磨性,其磨损机制主要为氧化磨损、粘着磨损和剥层磨损。

放电等离子快速烧结C/Cu复合材料的组织和摩擦磨损特性研究

利用机械合金化和放电等离子快速烧结法制备C/Cu复合材料,采用X射线衍射仪、显微硬度计、销-盘式摩擦磨损试验机和扫描电子显微镜对复合粉末和烧结体的组织结构、硬度、干摩擦条件下的摩擦磨损性能及其磨损机制进行分析.结果表明:C/Cu复合粉末尺寸随球磨时间的延长明显细化,C在Cu中形成过饱和固溶体;放电等离子烧结体组织致密、细小且均匀,随着碳含量增加,烧结体的硬度与密度减小;相对电解粗铜烧结样品而言,C/Cu复合材料表现出较低的摩擦系数和良好耐磨性,其磨损机制主要为粘着磨损和剥层磨损.

Mo_2C+Mo涂层对C/Cu复合材料界面及浸渗的影响

分析了C/Cu复合材料的界面润湿特性及多种润湿涂层的性质。选择Mo2 C +Mo作为C/Cu复合材料的润湿涂层 ,研究了该涂层对真空液相浸渗C/Cu复合材料界面润湿特性的影响。结果表明 ,传统金属Cu涂层在浸渗温度下失效 ,而Mo2 C +Mo涂层在液相浸渗温度下较稳定 ,能显著提高C/Cu界面润湿性 ,有效改善界面结合 ,并促进液相浸渗复合过程的进行。

石墨粒度对C/Cu复合材料载流摩擦磨损性能的影响

分别采用45、150μm两种粒度的镀铜石墨经粉末冶金法制得C/Cu复合材料,借助销-盘式载流摩擦磨损试验机研究了石墨粒度对C/Cu复合材料载流摩擦磨损性能的影响,利用电镜对磨擦表面进行微观分析。结果表明,45μm石墨颗粒较150μm石墨颗粒能够减少电弧发生,并提高该复合材料的力学性能和增强摩擦面润滑膜的形成,能有效降低该复合材料的摩擦系数和磨损率。

铁对C/Cu复合材料界面特性影响的研究

利用电子显微及X射线衍射仪分析研究了C/Cu复合材料的界面特性及合金元素铁对C/Cu复合材料界面特性的影响.研究表明复合材料界面既无化学反应也无扩散发生,C/Cu界面是物理结合.试验表明,合金元素Fe与碳纤维发生化学反应,使C-Cu界面结合强度明显提高,因此使C/Cu复合材料的强度从592MPa提高到696MPa,横向剪切强度从64MPa提高到84MPa.化学结合型界面是提高复合材料强度的途径之一.

碳纤维镀铜对C_f/C/Cu复合材料组织及性能的影响

利用粉末冶金法制备Cf/C/Cu复合材料,通过改变碳纤维表面镀铜工艺条件,研究碳纤维表面镀铜对Cf/C/Cu复合材料组织及性能的影响。结果表明,碳纤维表面经浓硝酸处理再镀铜1 h,试样的动摩擦因数先增大后减小,至0.106后趋于不变,电阻率最低达0.12Ω.m。

C/Cu复合材料的弹性特性及合金元素的影响

对C/Cu复合材料的弹性行为及合金元素的影响进行了研究,结果表明:C/Cu复合材料具有优良的弹性后效性能和较高的弹性模量,在其应力—应变曲线上出现一转折点,转折点对应的应力值可以反映材料的弹性极限,C/Cu复合材料的弹性极限较低。合金元素对C/Cu复合材料弹性行为的影响主要有2个方面:合金元素可使基体合金化,提高基体的弹性极限;合金元素(如镍)可改善界面结合,提高界面结合强度,从而提高复合材料的弹性极限和弹性模量。

C/Cu复合材料磨损特性研究

介绍了一种用作无润滑摩擦副的新材料-碳纤维增强铜基复合材料(简称C/Cu复合材料)在无润滑条件下的磨损特性.结果表明,该材料具有较低的磨损率,且磨损率服从正态分布.通过对大量实验数据进行回归分析和概率计算,得到在给定磨损率条件下C/Cu复合材料不同失效概率的曲线.

C/Cu(Fe)复合材料制备工艺及性能研究

利用三步电沉积法制备C/Cu(F e)复合材料预制丝,将预制丝缠绕成毛坯,采用真空热压法制备C/Cu(F e)复合材料.研究表明,真空热压工艺对复合材料力学性能有很大影响,通过力学性能试验和对拉伸断口形貌的分析,得出了制备C/Cu(F e)复合材料的最佳工艺.

基于煤沥青基MCMB的C/Cu复合材料的制备及性能研究

以煤沥青基MCMB为前驱体,采用模压烧结的方法制备了C/Cu复合材料,研究了材料组分对C/Cu复合材料性能的影响.结果表明,C/Cu复合材料的电阻率随着Cu纤维含量的增加而减小,摩擦系数随着石墨添加量的增加而减小,当石墨添加量大于15％时摩擦系数趋于稳定.

摩阻和生物功能C/CF/Cu基复合材料的制备

采用压力浸渗凝固成型方法制备了树脂碳化碳 /碳纤维 /铜 (C/CF/Cu)复合材料 ,借助于抗拉强度测试以及扫描电镜下复合界面、组成物分布和断口形貌观察 ,探讨了树脂碳化温度、C/CF先驱丝表面镀铜以及铜液浸渗凝固压力对C/CF/Cu基复合材料的影响。结果表明 ,随着真空碳化温度的提高 ,C/CF先驱丝的抗拉强度降低。 60 0℃真空碳化处理可使C/CF先驱丝有较高的抗拉强度 (12 0 7MPa) ,同时有利于先驱丝导电和表面镀铜。在C/CF先驱丝表面镀铜厚度为 40～ 60 μm ,有助于制备界面结合良好和抗拉强度较高的C/CF/Cu基复合材料。随着铜液浸渗凝固压力的提高 ,C/CF/Cu基复合材料的抗拉强度升高 ,当压力为2 8.5MPa时 ,复合材料的界面结合良好 ,组成相分布均匀 ,抗拉强度达到 5 95MPa ,是纯铜的 3倍以上。

基体碳对C/CF/Cu复合材料的影响

采用树脂碳化和碳气相沉积相结合的方法制备了碳/碳纤维(C/CF)先驱丝,用压力浸渗凝固成形方法制备了碳/碳纤维/铜(C/CF/Cu)复合材料,借助于扫描电镜下复合材料界面和相分布观察,以及显微硬度和滑动摩擦磨损测试,探讨了基体碳(树脂碳化碳和沉积碳)对C/CF/Cu复合材料成形、显微硬度及摩擦磨损的影响。结果表明,碳化和碳气相沉积处理的C/CF先驱丝相对致密,并阻碍铜液的压力浸渗成形,但该先驱丝硬度高于碳化处理的C/CF先驱丝。碳化和碳气相沉积处理的C/CF/Cu复合材料滑动摩擦磨损耐磨性高于纯铜,而且滑动摩擦因数也高于纯铜。证明C/CF/Cu复合材料是一种具有摩阻功能的复合材料。

真空电弧炉制备Cr3C2／Cu复合材料的组织和性能

提出了一种在真空电弧炉中用石墨坩埚隔离铜坩埚制备Cr3C2/Cu复合材料的新工艺,并对该复合材料的显微组织及性能进行了分析。研究结果表明,在熔炼过程中,Cr与石墨坩埚中的C反应,生成Cr3C2微粒均匀分布于铜熔液中,形成Cr3C2颗粒增强Cu基复合材料,该材料经适当时效处理后,可获得良好的力学和电学综合性能,显微硬度(HV)为184.8,电导率达45.76MS/m,软化温度为540℃。

喷射成形法原位生成Cr3C2／Cu复合材料组织与性能

采用真空电弧炉熔铸+喷铸成形技术,以Cu-0.8Cr-0.04RE(55wt%La+45wt%Ce)为名义成分,通过熔铸过程中原位自生成的Cr碳化物制备了颗粒增强Cr3C2/Cu复合材料;研究了该材料的显微组织、力学性能和电学性能。结果表明:经冷变形和时效处理后该材料的显微组织特征为以稳定的等轴晶α-Cu相为基,其上弥散分布着Cr3C2颗粒;经适当的冷变形+时效处理后,该材料抗拉强度664.5MPa,显微硬度220HV100,电导率82.5%IACS,软化温度550℃,可满足超大规模集成电路引线框架材料所要求的主要性能指标。

C/CF/Cu复合材料界面和抗拉强度研究

采用树脂碳化方法制备了碳/碳纤维(C/CF)先驱丝,用压力浸渗凝固成型方法制备了碳/碳纤维/铜(C/CF/Cu)复合材料,借助抗拉强度测试及扫描电镜下复合材料界面和相组成物分布观察,探讨了C、CF和Cu三组元复合界面特性以及碳纤维丝类型和C/CF先驱丝体积分数对C/CF/Cu复合材料抗拉强度的影响。结果表明,C/CF/Cu复合材料的微观界面是碳纤维单丝-树脂碳化碳-铜双复合界面,此界面属于无化学反应的弱复合界面,铜对C/CF先驱丝的机械锁紧力是提高界面强度和复合材料强度的关键因素。当凝固成型压力为28.5MPa时,1k碳纤维丝的C/CF先驱丝体积分数为25%和3k碳纤维丝的C/CF先驱丝体积分数为44.7%的复合材料的抗拉强度达到较高值,分别为595MPa和587MPa,均为纯铜抗拉强度的3倍以上。3k丝制成的一次C/CF先驱丝内碳纤维丝的数量较多,影响复合材料的界面强度,而选用1k碳纤维丝比较有利。

基体碳对C/CF/Cu复合材料的影响

采用树脂碳化和碳气相沉积相结合的方法制备了碳/碳纤维(C/CF)先驱丝,用压力浸渗凝固成型方法制备了碳/碳纤维/铜(C/CF/Cu)复合材料,借助于扫描电镜下复合材料界面和相分布观察以及显微硬度和滑动摩擦磨损测试,探讨了基体碳(树脂碳化碳和沉积碳)对C/CF/Cu复合材料成型、显微硬度及摩擦磨损的影响.结果表明,碳化和碳气相沉积处理的C/CF先驱丝相对致密并阻碍铜液的压力浸渗成型,但该先驱丝硬度高于碳化处理的C/CF先驱丝.碳化和碳气相沉积处理的C/CF/Cu复合材料滑动摩擦磨损耐磨性高于纯铜,而且滑动摩擦系数也高于纯铜.C/CF/Cu复合材料是一种具有摩阻功能的复合材料.

时效对喷射成形Cr_3C_2/Cu复合材料显微硬度及导电率的影响(英文)

采用真空电弧炉熔铸+喷射成形技术,以Cu-0.5Cr-0.2Zr-0.02Y-0.02(0.55La+0.45Ce)为名义成分,通过在石墨坩埚熔铸过程中原位自生成的Cr碳化物制备了颗粒增强Cr3C2/Cu复合材料。研究了该材料的显微组织、力学性能和电学性能。结果表明:经压延变形和时效处理后,该材料的显微组织特征是以稳定的等轴晶α-Cu相为基;经90%压延变形+490℃时效45min处理后,该材料性能为显微硬度Hv100182.7,导电率83.5IACS%,此时显微硬度和导电率配合良好,已达到超大规模集成电路引线框架材料所要求的主要性能指标。

C_f/Cu/C复合材料的抗弯性能

分别以无纬布/网胎/铜网(A型)和网胎/铜网型(B型)预制体为增强体,采用化学气相渗透和树脂浸渍-炭化法增密制备以热解炭/树脂炭为基体的3种炭纤维混杂铜网增强炭基体(C_f/Cu/C)复合材料,热解炭在热解炭/树脂炭基体中的体积分数分别为38%(M1)、29%(M2)、19%(M3)。选用Instron3369型材料试验机测试材料的抗弯强度。研究预制体类型和热解炭含量对复合材料力学性能的影响。结果表明,预制体类型和热解炭含量是影响复合材料抗弯强度的重要因素。在垂直和平行方向上,A型预制体及B型预制体试样的抗弯强度都随热解炭含量的降低而降低。且对同一试样,垂直方向的抗弯强度均优于平行方向上的抗弯强度,但差异较小;A型C_f/Cu/C复合材料较B型C_f/Cu/C复合材料有更高的抗弯强度。弯曲断裂时,炭纤维从热解炭和树脂炭层中拔出,断口呈台阶状。

原位自生TiC_(0.67)/Cu(Al)复合材料的高温压缩特性及杨氏模量

在1150℃原位热压烧结Ti3Al C2和Cu生成亚微米颗粒Ti C0.67增强Cu(Al)复合材料,研究了其在20~800℃温度下的压缩特性,并研究了复合材料的杨氏模量和阻尼系数Q-1随温度的变化。结果表明,由于亚微米Ti C0.67相与Cu(Al)相的强界面结合,复合材料显示出高的σ0.2值和最终压缩强度。在20和200℃温度下,其σ0.2分别为770和700 MPa,而最终压缩强度更是分别达到了1.18和1 GPa。塑性变形发生在Cu(Al)基体中。在变形表面观察到大量波状滑移线存在,预示着交叉滑移可能为占主导地位的变形机制。复合材料的杨氏模量在室温下为(189±1)GPa,随着温度的升高而降低。阻尼曲线结果显示材料的粘弹性转折出现在300℃。