真空热压法制备铜基功能梯度材料及其性能

采用真空热压法制备铜基功能梯度材料,测量了梯度材料的硬度、电导率和密度。用MMU-5GA微机控制真空高温摩擦磨损试样机测试材料的摩擦磨损性能,并利用扫描电镜和XRD衍射仪等手段对功能梯度材料微观组织及磨痕形貌观察分析。结果表明,真空热压可以获得组织均匀致密的功能梯度材料,其基体连续整体分布,界面结合良好,存在扩散现象,并且球磨40h比球磨20h的试样具有更好的物理性能和摩擦磨损性能。     

梯度铜碳复合材料的载流摩擦磨损性能

基于放电等离子烧结(SPS)技术,采用粉末冶金的方法制备梯度铜碳复合材料和非梯度铜碳复合材料。并在专用销-盘高速摩擦磨损试验机HST-100上进行摩擦磨损试验,研究载流条件下,梯度铜碳复合材料的摩擦磨损性能。结果表明:梯度铜碳复合材料(5 mass%C-10 mass%C)的摩擦系数平均值与同浓度(7.5 mass%C)非梯度铜碳复合材料相差不大,但其动态摩擦系数的波动性明显减小。其摩损率与碳含量7.5 mass%C非梯度铜碳复合材料相比明显降低,与碳含量为10 mass%的铜基复合材料相差不大,磨损率约为7 mg/m。梯度材料的载流效率和载流稳定性和10 mass%C铜基复合材料的相近,分别约为74%和73%。对于非梯度材料:随着石墨含量的增加,铜基复合材料的摩擦系数降低,摩擦系数波动幅度也减小,磨损率降低,载流效率和载流稳定性增加。采用放电等离子烧结(SPS)技术制备的铜基复合材料,磨损过程主要表现为机械磨损和电弧侵蚀。其中电弧侵蚀的行为主要是熔融、喷溅。非梯度复合材料的电弧侵蚀区域分布比较分散,在摩擦出口区域和材料的其他部位也都有存在,而梯度铜基复合材料的电弧烧蚀区域明显减小,仅出现在出口区域。     

电流对碳纳米管增强铜基复合材料载流摩擦学性能的影响

采用粉末冶金方法在相同的工艺条件下制备纯铜和碳纳米管含量为10%（体积分数）的铜基复合材料。在一种销盘式载流摩擦磨损试验机上考察了不同电流条件下2种材料的载流摩擦磨损性能。结果表明：纯铜和铜基复合材料的摩擦系数和磨损率均随电流的增大而增大,但是电流对纯铜材料的影响更加显著;纯铜材料的主导磨损机制是电弧烧蚀磨损,而铜基复合材料的主导磨损机制是塑性流动变形;碳纳米管可以改善铜基复合材料的载流摩擦磨损性能。     

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。     

铜基自润滑电接触复合材料研究综述

铜基自润滑复合材料因其优异的机械强度、良好的导电导热性能及自润滑特性,常被用于制备电刷、受电弓滑板等滑动电接触元件。从摩擦接触界面固体润滑膜形成的角度,详细叙述了铜基自润滑复合材料的润滑机理,指出摩擦接触界面固体润滑膜有效阻止了摩擦副对磨表面间的直接接触,使摩擦主要发生在固体润滑膜的内部,是铜基自润滑复合材料具备减摩自润滑特性的主要原因。同时对铜基自润滑复合材料的电磨损机制进行了详细介绍,指出铜基自润滑复合材料在滑动电接触过程中的磨损机制主要有磨粒磨损、粘着磨损、剥层磨损和氧化磨损四种,并从作用机制和形貌特征角度对它们进行了详细分析。最后,提出了铜基自润滑电接触复合材料研究领域目前存在的问题,并展望了相应的研究方向。     

新型镶嵌式自润滑轴承材料的摩擦磨损性能研究

制备以聚四氟乙烯(PTFE)、石墨、铅粉、玻璃纤维(GF)掺和成自润滑剂的铜基镶嵌式自润滑轴承材料样品,采用立式万能摩擦磨损试验机,在干摩擦条件下考察其摩擦磨损性能,并用三维视频显微镜对摩擦表面进行形貌观察和分析.结果表明,在PTFE中掺入不同配比石墨、铅粉、GF形成的自润滑剂,可不同程度地降低铜基自润滑轴承材料样品摩擦系数和磨损率,且GF的加入还能大幅度降低摩擦配副的磨损率.其中镶嵌有40%PTFE+20%石墨+20%铅粉+20%GF自润滑剂的铜基自润滑轴承材料样品具有较佳的综合摩擦磨损性能.     

碳对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

借助混料-成形-烧结等工艺和性能测试、扫描电镜(SEM)的观察和分析,研究了不同种类和粒度的碳对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响。结果表明:由于其制造过程不同,不同形态的碳自身的物理力学性能存在较大的差别,而在同种形态的碳中粉末的粒度和个体的区别导致不同形态碳对铜基摩擦材料的密度、孔隙度的影响具有不同的表象,进而影响到摩擦材料的摩擦磨损性能。试验研究证明,在铜基粉末冶金摩擦材料中采用具有一定粒度组成的鳞片石墨具有较好的综合摩擦磨损性能。     

碳对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响

借助混料-成形-烧结等工艺和性能测试、扫描电镜（SEM）的观察和分析，研究了不同种类和粒度的碳对铜基粉末冶金摩擦材料性能的影响。结果表明：由于其制造过程不同，不同形态的碳自身的物理力学性能存在较大的差别，而在同种形态的碳中粉末的粒度和个体的区别导致不同形态碳对铜基摩擦材料的密度、孔隙度的影响具有不同的表象，进而影响到摩擦材料的摩擦磨损性能。试验研究证明，在铜基粉末冶金摩擦材料中采用具有一定粒度组成的鳞片石墨具有较好的综合摩擦磨损性能。     

温度对铜基自润滑材料减摩耐磨特性的影响

采用常规的粉末冶金方法制备了铜基石墨固体自润滑复合材料, 通过基体合金化和改变石墨粒度探讨了复合材料的力学性能和在不同温度条件下的摩擦磨损性能及机理. 实验结果表明: 温度对铜基石墨固体自润滑复合材料的自润滑性能有较大的影响, 在较高温度条件下, 铜基石墨固体自润滑复合材料的耐磨性主要取决于铜合金基体的强度; 选用合适的石墨粒度和多元基体合金化, 可使铜基石墨固体自润滑复合材料在0～500.℃温度条件下保持较好的自润滑特性.     

SPS制备铜/石墨烯复合材料的组织与摩擦性能

通过放电等离子烧结(SPS)制备纯铜及铜/石墨烯复合材料,其中石墨烯含量为1.0vol%;使用金相显微镜、扫描电子显微镜、天平和摩擦磨损实验机对制备好的材料进行金相分析、SEM观察、密度测试及摩擦磨损实验。结果表明:石墨烯弥散地分布在铜基体内细化了基体组织,并通过改变基体组织的磨损方式(由粘结磨损转变为磨粒磨损),降低了金属基体的摩擦系数,提高了材料的摩擦性能。同时发现,由于石墨烯具有吸氢的特点,引入少量的石墨烯降低了烧结体的致密度。