芯片用金刚石增强金属基复合材料研究进展

随着电子设备集成化程度越来越高,对高导热封装材料的需求也越来越大,金刚石增强金属基复合材料凭借其高导热性能成为研究焦点。然而,由于金刚石颗粒与金属基体之间的不润湿特性,具有高导热性的金刚石增强金属基复合材料难以制备。文中综述了金刚石增强金属基复合材料的研究进展,包括界面改性、工艺参数优化和复合材料制备方法,并指出了金刚石增强金属基复合材料目前存在的问题和今后的研究方向。     

碳纤维表面电镀铜改性工艺方法研究

针对碳纤维增强金属基复合材料增材制造过程中，由于纤维与金属基体间的结合强度较差，从而影响复合材料物理性能的问题，开展碳纤维表面改性工艺研究。首先采用高温煅烧的方法，对碳纤维进行表面有机胶膜去除和氧化处理，然后将处理后的碳纤维置入电镀溶液中进行表面镀铜，并采用计算碳纤维质量损失率和SEM观察的方法，对改性处理结果进行对比分析。研究结果表明：通过合理调控煅烧温度、煅烧时间、电镀电压，可以有效去除碳纤维表面的有机胶膜，增强纤维表面活性，并在纤维表面形成连续且均匀的铜镀层，为复合材料增材制造过程中碳纤维与金属基体间的有效结合提供研究基础。     

碳纤维与锻造碳

正碳纤维(CF,Carbon Fiber)被誉为"材料之王",更有"黑色黄金"之称,足见其性能之优越、价值之贵重。碳纤维是由单质碳组成的一种特殊纤维,其碳含量随产品种类不同而异,一般在90%以上,高于99%的属于石墨纤维。碳纤维复合材料具有增强相与基体相构成的多相结构,是以碳纤维为增强体,以金属、树脂、陶瓷、碳、水泥、橡胶等为基体的先进复合材料。所谓先进复合材料是指"在原有的单一材料基础上,以原有材     

化学镀碳纤维增强镁铝尖晶石基复合材料的研究

通过化学镀方法，在碳纤维表面分别镀上Ni、Cu和Cu Ni镀层，然后与镁铝尖晶石陶瓷复合，制备表面改性碳纤维增强镁铝尖晶石基复合材料，研究各种碳纤维的含量对复合材料性能的影响规律。结果表明，表面改性碳纤维可以进一步提高材料性能，尤其是铜镍复合镀碳纤维的效果更好，其抗弯强度可达基体抗弯强度的2．19倍，断裂韧度可达基体断裂韧度的2．84倍，复合材料的线收缩率和孔隙率变化不大。     

再生碳纤维回收利用及其增材制造复合材料性能评价

为实现碳纤维增强树脂基复合材料废弃物高效、高质、环境友好型回收与再生碳纤维高值再利用,提出了热活化氧化物半导体回收碳纤维与再生碳纤维增强复合材料(rCFRP)增材再制造的工艺方法。通过电磁顺磁共振与红外光谱测试分析了回收原理,基于单因素实验研究了树脂基体分解率的影响因素以及显著因素对再生碳纤维结构、性能的作用规律,探究了再生碳纤维增强聚乳酸复合材料(rCF/PLA)的力学性能及其产品应用。结果表明,回收过程无液相产物,气相产物主要为CO₂、H₂O;树脂基体分解率与温度、时间呈正相关,O₂浓度及流量作用不显著,树脂基体分解率可达97.1%且再生碳纤维表面无积碳产生。再生碳纤维表面氧化与石墨结构刻蚀程度随温度升高而增加,在一定温度下,合理的处理时间可减小其表面氧化与石墨结构刻蚀程度。再生碳纤维的单丝拉伸性能与温度、时间呈正相关,其单丝拉伸性能可保持原碳纤维的99%以上。与聚乳酸相比,rCF/PLA的抗拉强度提高了7.47%,抗弯强度与模量分别提高了12.29%与52.4%;与原碳纤维增强聚乳酸复合材料相比,rCF/PLA的抗...     

导电高分子纳米复合材料研究成热点

导电性高分子复合材料一般是在高分子基体中加入导电性介质而得到的具有一定导电性能的复合材料，具有基体对象广泛、易于工程化制备、制备工艺相对简单、导电性能易于调节，且材料力学性能好、加工性好等优点。近年来，除传统的导电性介质如炭黑、石墨、碳纤维、各种金属粉体或金属纤维外，     

基于碳纤维复合材料的空间相机高比刚度主承力板优化设计

提出了复合材料和金属预埋件互嵌整体成型的设计方法。根据同轴三反光学系统中光学元件的空间布局和碳纤维复合材料的工艺特点和材料属性,设计了一种碳纤维基体与钛合金预埋件互为镶嵌的相机主承力板。首先,以碳纤维复合材料基体为核心,优化设计了基体的筋格形式和厚度,并对金属预埋件进行了布局和轻量化设计;然后,分析了碳纤维主承力板的模态和变形;最后,进行了振动环境试验,验证了设计及分析的准确性。检测和试验表明,纤维主承力板的最大外接圆直径为Φ870 mm,厚度为130 mm,质量为15.6 kg,平均体密度仅为0.313 g/cm3,主承力板一阶频率达到479.2 Hz,满足了空间相机的高动态刚度、轻质量、高安装精度要求。     

二维碳纤维/镁基复合材料的力学和热膨胀性能

采用挤压铸造法制备出二维碳纤维织物增强镁基复合材料,并对其基本性能进行了研究.结果表明:加入二维织物能有效提高复合材料的弯曲性能,使抗弯强度达到414 MPa,弹性模量达到59.65 GPa,并且使复合材料的力学性能具有经向和纬向对称性;碳纤维织物的加入降低了复合材料的热膨胀系数,该材料经过热处理后,在20～200℃内平均热膨胀系数仅为5.59×10-6/℃,明显低于基体镁合金.     

连续碳纤维增强复合材料3D打印机剪丝机构设计

针对目前连续碳纤维增强复合材料3D打印机国内外的研究现状,总结关键技术难题与不足,针对连续碳纤维增强复合材料3D打印机设计了一种可拆卸式的碳纤维预浸丝剪丝机构.首先,使用ANSYS有限元软件对碳纤维预浸丝切割动作进行动力学有限元仿真,寻找切割碳纤维预浸丝的合理参数,并进行剪丝试验研究.其次,根据试验结果选取动力机构与刀...     

碳纤维环氧基复合材料镗杆的设计与优化

制备了一种由碳纤维为增强体,树脂为基体的复合材料镗杆,研究了其铺层设计,并对成型工艺进行介绍,对复合材料镗杆的静态性能和动态性能进行了有限元分析,并与普通结构的金属镗杆进行了性能对比。结果表明,复合结构镗杆具有更高的刚度以及更加优良的动态性能,适用于高速镗削加工,同时大大减轻了镗杆重量。     

混合碳纤维液压缸

1混合碳纤维增强复合材料：一种新材料
　　由HAENCHEN开发的混合碳纤维增强复合材料具有高负载性能,它是由碳纤维和其他成分改进而成的一种结构材料。可以将这种材料设计运用到液压缸的部件中,比如缸筒,活塞杆,以及不带金属滑动面的保护套筒。     

基于熔融浸渍的3D打印用连续碳纤维预浸渍设备开发

采用喷嘴内浸渍工艺的打印构件孔隙率高、力学性能差，且难以通过剪断续打实现选择性增强功能。为提高树脂与纤维之间的界面结合性能，开发一套基于熔融浸渍工艺的连续碳纤维预浸渍设备。利用该设备能够将打印性较差的碳纤维原丝制备成具有较高强度和韧性的连续碳纤维预浸丝，从而提高打印构件的力学性能。详细介绍预浸渍设备各部分的结构设计以及整个设备控制系统的搭建工作，并对利用该设备制得的碳纤维预浸丝进行拉伸试验，评估其力学性能；利用扫描电子显微镜观察预浸丝横截面的微观形貌。结果表明：经过预浸渍设备处理的碳纤维预浸丝的极限拉力达到130 N，与碳纤维原丝相比提高了83%；预浸丝内部大部分纤维单丝被基体树脂均匀包裹，有效减少了孔隙缺陷。     

银基复合材料电刷的导电性能

研究了在银基体中加入其它金属部分替代银和石墨、碳纤维以及金属总量对电阻率和接触电压降的影响,探讨碳纤维-石墨-银基电刷材料的成分和导电性能的关系.结果表明:随着石墨和碳纤维含量的增加,材料的导电性能有所降低;在一定工艺条件下,当金属基体总量为90%,其他替代金属的含量控制在一定量时复合材料仍具有良好的导电性能.     

镀Ni碳纤维增强铅合金复合材料的制备工艺

本文采用两种不同的制备工艺制取了两种界面性质各异的碳纤维增强铅合金基复合材料。试验发现采用加压液态渗透法可以降低对纤维表面质量的要求,并改善纤维在基体合金中的分布密度。尽管电镀纤维由于表面质量较差,与基体合金的结合强度不及化学镀纤维与基体的结合强度,但是电镀纤维复合材料在断裂过程中要吸收更多的断裂功。     

网络结构增强金属基复合材料的研究进展

网络结构增强是一种全新的复合材料增强方式,其特征是增强相与基体在复合材料中形成各自连续且相互贯穿的三维网络结构,增强相因与之相互贯穿的基体所具有的韧性而得到增韧,基体则由于硬质网络结构增强相的骨架刚性承载作用而得到增强。主要评述了国内外网络结构增强金属基复合材料的制备工艺、特点及组织结构,重点介绍了复合材料的力学、热学、摩擦学性能及其今后发展趋势。     

粉末粒度对碳/碳基体上羟基磷灰石涂层的影响

采用等离子喷涂技术在碳纤维增强碳复合材料(简称碳／碳复合材料)上制备了羟基磷灰石涂层,研究了原始粉末粒度对涂层的表面形貌、剪切强度、相组成等方面的影响,并分析了涂层与基体的界面结合状况。结果表明：采用粗粉末喷涂后得到的涂层结合强度较高．结晶程度也较高,但涂层与基体的结合机制仍为机械嵌合。     

碳纤维表面处理对单向C/C复合材料强度的影响

通过对碳纤维表面进行适当的氧化处理 ,改善纤维 /基体之间的界面结合 ,能在复合材料中得到较好的纤维强度利用率 ,提高材料性能。本文在不同条件下对碳纤维进行液相氧化和空气氧化处理 ,并测定了所制备的单向 C/C复合材料的强度 ,研究了不同氧化工艺条件对复合材料拉伸强度的影响 ,对采用氧化后纤维制备材料断裂机制的改变进行了讨论 ;研究发现液相氧化处理对 C/C复合材料的性能影响较为显著。     

超声振动铣削碳纤维复合材料表面特征研究

采用超声振动铣削和普通铣削对碳纤维复合材料进行试验研究.试验结果表明,在两种加工方式下,工件表面都产生裂纹、纤维束撕裂、纤维拔出和分层等变形缺陷;在超声加工条件下增强体碳纤维束以直接被剪断为主,表面凹坑少,纤维束与碳基体交界处裂纹和分层不明显,碳基体表面有明显的沟槽产生,且沟槽浅而宽,成规律分布,平均宽度7-8μm;而在普通加工条件下,碳纤维束上的凹坑和空洞较多,碳纤维丝被拔出的几率很大,纤维束和基体交界处,存在很大的裂纹,分层也十分明显,碳基体表面也有明显沟槽m现,但是沟槽混乱,断续现象严重,工件表面呈现完全的脆性断裂,表面质量很差.     

碳(石墨)纤维增强金属复合材料

随着现代工程技术的发展,要求工程材料具有更高的综合性能。六十年代初,在碳纤维的研究和生产取得重大进展的情况下,各国相继开展了碳纤维增强金属复合材料的研究。由于碳纤维比重小(1.6～2.0克/厘米~3),强度高(抗拉强度σ_b>200公斤/毫米~2),模量高(2.1～7×10~4公斤/毫米~2,轴向热膨胀系数小(-0.1～-0.23×10~(-6)/℃),用它增强的金属基复合材料既具有高比强度和比模量的特性,又具有导热、导电、高温性能好,尺寸稳定等优良性能。因有这样优异的综合性能,其应用前景广阔,是一种很有发展前途的新型材料。早在1961年,Keppenal和Parikh就尝试用粉末     

聚合物基复合材料的焊接

聚合物基复合材料是以树脂(热塑性或热固性塑料)为基体,纤维质(玻璃纤维、碳纤维等)为增强材料的一种复合材料。目前已广泛地应用于航空航天、汽车、造船、电子、石油化工、家具、运动器械等行业。聚合物基复合材料的主要优点是比强度高、比模量高、疲劳性能好、减振性好?..