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。

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.

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。

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_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。

基于短切碳纤维表面均匀包覆Cu层工艺的C_f/Cu复合材料制备与表征

为制备能够在Cu基体中分散均匀的大体积分数的短碳纤维(C_f)/Cu复合材料,采用电化学法在C_f表面进行了镀Cu处理,用平行Cu片做阴极代替长碳纤维束,得到镀层均匀光洁的镀Cu短C_f。在此基础上,将2V,30min条件下的C_f/Cu复合丝直接采用放电等离子烧结(SPS)制备了46vol%C_f/Cu复合材料(试样1),又用Cu粉与未包覆的C_f直接混合再烧结制备了另一种46vol%C_f/Cu复合材料(试样2)。利用XRD和SEM分别研究了C_f/Cu复合丝和C_f/Cu复合材料的物相成分、表面及断口形貌,对C_f原丝、C_f/Cu复合丝以及用2种方式制备的C_f/Cu复合材料进行了力学性能研究。结果表明:C_f/Cu复合丝拉伸载荷-位移曲线上出现了较大幅度的波动,这与其表面镀Cu层受力时发生不连续断裂有关。试样1组织的均匀性及力学性能均优于试样2。与Cu相比,用2种不同方法制备的C_f/Cu复合材料的抗拉强度低于Cu,但屈服强度比Cu高。