树脂碳包覆石墨/铜复合材料组织和性能研究

为低成本制备高性能石墨/铜复合材料,以酚醛树脂包覆石墨粉、电解铜粉、二氧化硅为原料,采用传统的粉末冶金工艺制备了树脂碳包覆石墨/铜复合材料,对比了其与天然鳞片石墨/铜复合材料和镀铜石墨/铜复合材料组织和性能的差异。发现酚醛树脂包覆可有效保护石墨结构完整性,还原铜表面氧化膜,促进铜的扩散烧结,利于致密化。与天然鳞片石墨/铜复合材料相比,树脂碳包覆石墨/铜复合材料的导电性能、力学性能和摩擦磨损性能提高,其电导率、抗弯强度和硬度分别为9.87 MS.m-1、81 MPa、22 HV,与镀铜石墨/铜复合材料的相当,且摩擦磨损性能略优于镀铜石墨/铜复合材料。     

镀铜碳纤维对Cu/C复合材料摩擦磨损性能的影响

采用天然石墨、短切碳纤维和电解铜粉为原料,通过化学镀的方法在石墨和碳纤维表面均匀镀覆了一层铜粉,采用放电等离子烧结(SPS)工艺制备出Cu/C复合材料,并研究碳纤维含量对其电阻率、密度、硬度和抗弯强度等物理性能的影响。在HT-1000型高温摩擦磨损试验机上测试其摩擦磨损性能,分析了磨损的表面形貌。结果表明:随着碳纤维含量的增加,复合材料的密度逐渐降低,电阻率变化不大,抗弯强度和硬度均有所提高。加入镀铜碳纤维后,有效降低了复合材料的摩擦因数和磨损率,当碳纤维含量在1.5wt%时,复合材料的磨损率最低。碳纤维优异的力学性能增强了复合材料承载能力,减轻了复合材料的黏着磨损,同时碳纤维和石墨的镀铜层提高了碳和铜之间的结合力,有利于应力在碳和铜之间的转移。     

石墨粒度及沥青粘结剂对铜-石墨电刷材料性能的影响

分别采用不同粒度鳞片石墨(鳞片石墨Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ)和沥青石墨通过粉末冶金法对铜石墨电刷材料进行制备,采用XRD和SEM对其试验前后的物相和组织形貌进行分析,并运用XPS分析对偶件的表面成分。结果表明:随着石墨粒度的下降,铜石墨电刷材料的烧结密度、硬度和抵抗磨粒磨损的能力均有所下降,抵抗电弧烧蚀的能力则显著提高。沥青粘结剂能够促进铜和石墨的均匀分布,从而改善材料的物理力学性能和摩擦磨损性能。此外,产生于摩擦界面的CuO降低材料的导热导电能力并催化石墨氧化,从而加剧磨损。     

铜镀层对石墨-铜复合材料摩擦磨损性能的影响

通过在石墨表面镀铜预处理获得Cu包覆的石墨粉末,并以电解铜粉、鳞片石墨粉和Cu包覆石墨粉末为原料,利用ZT-40-20Y真空热压烧结炉制备了鳞片石墨-铜和镀铜石墨-铜复合材料,随后在不同载荷(5、7、9和11N)下对复合材料进行往复摩擦磨损试验,研究两种复合材料的微观结构、力学性能和不同载荷下的摩擦磨损性能.结果 表明:在相同的制备条件下,镀铜石墨有效地改善了镀铜石墨-铜复合材料中C、Cu之间润湿性的问题,使得其致密度、硬度显著提高;在相同的摩擦条件下,镀铜石墨-铜复合材料平均摩擦系数略有提高、而磨损率显著降低,表现出优良的耐摩擦磨损性能;在不同载荷下的往复摩擦试验中,鳞片石墨-铜复合材料主要磨损机制为磨粒磨损、剥落磨损和粘着磨损;而镀铜石墨-铜复合材料主要的磨损机制为磨粒磨损和少量剥落磨损.     

制粉工艺对制备银/石墨电触头材料性能的影响

采用机械混粉、化学包覆粗石墨和球磨纳米石墨制备银/石墨混合粉，经冷压、烧结、复压工序，制备了AgC5触头材料。性能测试和组织分析表明：包覆纳米石墨纳米石墨工艺，制备得到了组织更均匀的银/石墨触头材料，同时，材料的电磨损性能有了较大的改善。     

烧结温度对铜-石墨复合材料性能的影响

采用放电等离子烧结技术(SPS)制备铜基石墨复合材料,研究不同烧结温度对铜-石墨复合材料的致密度、维氏硬度、电导率和载流摩擦磨损性能的影响。结果表明:在所制备的铜-石墨复合材料中,石墨均匀分布,铜与石墨界面结合紧密;随着烧结温度的升高,复合材料的致密度、维氏硬度和电导率均升高,但摩擦系数和磨损率均先减小后增大,其中烧结温度为780℃时,摩擦系数和磨损率同时达到最小值;同时,在设定的烧结温度范围内,载流效率和载流稳定性在很小的范围内波动。在设定工况下,载流摩擦损伤机理主要为磨粒磨损,烧结温度在780℃左右时摩擦损伤较轻,烧结温度超过780℃时所制备的材料,磨损时伴有严重电弧烧蚀现象。综合考虑,780℃为制备铜-石墨复合材料的最优烧结温度。     

Mo-Cu复合材料构件激光快速成型工艺

开发了一种激光快速成型制备钼铜复合材料的新工艺,采用水悬浮包覆方法制备激光烧结成型用覆膜钼粉,对覆膜钼粉激光烧结成型工艺进行优化实验。对激光烧结成型件的后处理工艺,包括脱脂、高温烧结与熔渗进行了实验研究,制备钼铜复合材料样件。结果表明：激光烧结成型最佳工艺参数如下,激光功率15w,扫描速度1000mm／s,铺粉厚度0．1mm,预热温度60℃;钼铜复合材料的抗拉强度为383．8MPa,伸长率为6．6％,可以满足弹箭发动机喷管等高温零部件的实际使用要求。     

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。     

化学镀制备的纳米Ag/SnO_2复合粉末的烧结性能研究

采用化学镀法制备出具有包覆结构的纳米Ag/SnO_2复合粉末,并通过粉末冶金工艺制备AgSnO_2复合块体材料。对包覆型纳米复合粉末的烧结性能和致密化行为进行研究。分析了相关工艺参数对复合材料致密度、硬度以及导电率等性能的影响。结果表明:化学镀法制备的纳米Ag/SnO_2复合粉末具有较好的包覆结构且粒径较均匀,但存在一定量的吸附杂质,经650℃预烧处理后可去除大部分杂质。经真空烧结后可获得比未预烧样品更高的致密度、硬度和导电率。     

热压烧结制备石墨/铜复合材料的热性能研究

以天然鳞片石墨粉和纯铜粉为原料,通过真空热压烧结制备高导热石墨/铜复合材料,研究了石墨在复合材料中的排列以及石墨含量对该复合材料热导率和热膨胀系数的影响.结果表明:该复合材料中石墨层片状结构定向排列,x-y向与z向性能有明显各向异性.在烧结温度为900℃,热压压力为80 MPa时,该复合材料热膨胀系数随石墨含量的增加而减小;当石墨含量质量分数在40％以内时,铜与石墨结合紧密,该复合材料致密度达98％以上,x-y向热导率变化不大,z向热导率逐渐减小;当石墨质量分数为40％时,该复合材料x-y向热导率最大,达378W/(m·K).     

ZrWMoO_8/Cu复合材料的制备与热膨胀性能(英文)

采用前驱体分解法制备了高纯ZrWMoO8粉体。为获得ZrWMoO8/Cu复合材料,首先将ZrWMoO8与Cu按1:1的比例进行研磨获得混合粉,采用化学镀的方法获得ZrWMoO8与Cu比例为1:1的包覆粉,然后压片并在氩气气氛保护下于500℃烧结3 h获得复合材料。详细研究了复合材料的热膨胀性能并且发现包覆粉更适合制备ZrWMoO8/Cu复合材料。结果表明:烧结后,混粉制备的复合材料中部分ZrWMoO8发生了分解并且与Cu发生了反应,而以包覆粉制备的ZrWMoO8/Cu复合材料未检测出ZrWMoO8的分解产物。包覆粉制备的复合材料在25~250℃显示的热膨胀系数为3.3774×10-6℃-1,其相对密度达到90.6%。     

Preparation and Thermal Expansion Property of ZrWMoO8 / Cu Composite

采用前驱体分解法制备了高纯ZrWMoO8粉体。为获得ZrWMoO8/Cu复合材料,首先将ZrWMoO8与Cu按1:1的比例进行研磨获得混合粉,采用化学镀的方法获得ZrWMoO8与Cu比例为1:1的包覆粉,然后压片并在氩气气氛保护下于500℃烧结3 h获得复合材料。详细研究了复合材料的热膨胀性能并且发现包覆粉更适合制备ZrWMoO8/Cu复合材料。结果表明:烧结后,混粉制备的复合材料中部分ZrWMoO8发生了分解并且与Cu发生了反应,而以包覆粉制备的ZrWMoO8/Cu复合材料未检测出ZrWMoO8的分解产物。包覆粉制备的复合材料在25~250℃显示的热膨胀系数为3.3774×10-6℃-1,其相对密度达到90.6%。     

铜包石墨对酚醛树脂基复合材料摩擦学性能的影响

目的 提高石墨与酚醛树脂的界面结合强度,改善酚醛树脂基复合材料的摩擦学性能。方法 用高温浸渗法制备铜包石墨,并制备铜包石墨-酚醛树脂基复合材料。通过摩擦磨损实验,研究铜包石墨对酚醛树脂基复合材料摩擦学性能的影响,并对比相同成分铜/石墨混合填充酚醛树脂基复合材料的摩擦学性能。通过扫描电子显微镜、能谱仪和光学显微镜对摩擦磨损表面进行分析,研究材料摩擦磨损机理。结果 石墨表面经过金属铜处理后,金属铜由分散的聚集态转变为附着态,制备的铜包石墨颗粒整体分散度高、形状好。铜包石墨-酚醛树脂基复合材料中石墨与基体界面结合紧密,保持了酚醛树脂的连续相结构,摩擦磨损表面相对平整,复合材料平均比磨损率为3.98×10^?6 mm³/(N.m),瞬时摩擦系数波动幅度小,摩擦磨损机理以粘着磨损为主。相同成分制备的铜/石墨混合填充酚醛树脂基复合材料的界面结合度较差,摩擦磨损表面有较多裂痕,复合材料平均比磨损率为7.80×10^?6 mm³/(N.m),瞬时摩擦系数波动幅度大,摩擦磨损机理以磨粒磨损和粘着磨损为主。结论 石墨通过表面金属铜处理,不仅能提高与基体界面结合强度,还能同时有效提高酚醛树脂基复合材料的耐磨性能和摩擦稳定性。     

Ag包覆Ni复合纳米粉体的制备及其导电性能

用化学镀法,以葡萄糖为还原剂,制备了Ag包覆Ni复合纳米粉体,并用制备的复合纳米粉作为导电相配制了导电浆料。用XRD、TEM和电阻率测定等手段研究了粉体的相结构、形貌、粒度和导电性能。结果表明,制备的Ag包覆Ni复合纳米颗粒具有壳/核结构,核为纳米Ni,壳为Ag,复合纳米颗粒粒度分布为20~100 nm,Ag层的厚度约为4 nm。Ag包覆Ni复合纳米粉导电浆料在1.33 Pa的真空下,采用200℃/60 min的烧结工艺,可制得电阻率为(1.26~2.83)×10-4Ω·cm的导电膜,其导电性能优于纳米Ni粉、纳米Cu粉和纳米Ag-Cu合金粉导电浆料。     

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。     

石墨/铜铁基自润滑复合材料的摩擦学性能研究

采用感应加热烧结粉末冶金的方法,以铜铁合金为基体,添加石墨制备石墨/铜铁基自润滑复合材料,对比研究了添加石墨前后2种材料的组成、结构、表面形貌及摩擦学性能,并分析了磨损机理。研究结果表明:添加石墨能起到润滑作用,使材料的摩擦因数减小,磨损率降低;添加的石墨一部分转化成新态,其余则进入材料的空隙中,在摩擦过程中形成润滑膜起到减摩的作用;添加石墨后,摩擦材料的磨损机制由粘着磨损变为磨粒磨损。     

石墨/铜基复合材料研究进展

石墨/铜复合材料因其结合了铜基体优良的导电导热、较强的抗腐蚀性能、延展性能以及力学性能和石墨的润滑特性,而具有非常广阔的应用前景,一直以来都备受瞩目。综述了近年来石墨/铜复合材料在组分、制备工艺、性能应用3方面的研究现状。分析了该复合材料的组分特性;着重介绍了粉末冶金、熔炼铸造法、表面技术等制备方法并进行了分析比较;结合石墨/铜复合材料的性能介绍了其典型的应用领域;展望了今后的研究方向。     

碳/铜复合材料摩擦磨损性能的研究

将用机械合金化法制备的碳/铜复合材料粉末进行放电等离子烧结。对烧结后的样品进行了摩擦磨损性能研究。结果表明,复合材料的摩擦系数均随含碳量的增加呈下降趋势;当碳含量为6%时,磨损率最低。     

碳包覆纳米铜粒子的制备及抗氧化性能

以碳粉和铜粉为原料,碳粉和铜粉的质量比分别为4:1、3:2、2:3、1:4时,采用碳弧法制备4种碳包覆纳米铜粒子;采用X射线衍射(XRD)、透射电子显微镜(TEM)、热重分析(TGA)和差示扫描量热法(DSC)对样品的物相结构组成、形貌、尺寸、相组成以及抗氧化性能进行研究;并对影响碳包覆纳米铜粒子粒径以及制备速率的因素进行研究。结果表明:碳包覆纳米铜粒子具有典型的核壳型结构,内核为面心立方的金属铜,外壳为石墨碳层;碳包覆铜纳米颗粒的粒径为20~60nm,粒径随着样品电极中的金属铜含量、放电电流、反应气压的增加而增大;随着样品电极中金属铜含量的增加以及放电电流的增大,碳包覆纳米铜粒子的制备速率加快,而反应气压对制备速率没有明显的影响;随着铜含量的增加,内部铜核具有进一步晶化的趋向,铜对外层碳层的石墨化具有催化作用,铜含量越高碳的石墨化程度越明显;外面的碳层能有效阻止内核的纳米铜粒子的氧化,碳包覆纳米铜粒子比纯铜粉末表现出更好的抗氧化性能。     

铸造Cu包覆石墨/Al复合材料干滑动磨损性能研究

以ZL108铝合金为基体,添加Cu包覆石墨及稀土(Ce),采用机械搅拌制备了Cu包覆石墨/Al复合材料。考察了不同Cu包覆石墨含量的Cu包覆石墨/Al复合材料的组织、硬度及磨损性能。结果表明,试验条件下,在2%~6%的Cu包覆石墨的范围内,石墨分布趋于均匀。制备的Al-4Cu包覆石墨/Al复合材料具有较高的硬度及较好的耐磨性。添加石墨使复合材料的磨损机制由磨粒磨损转变为剥层磨损。