C/Cu复合材料的制备及不同环境下摩擦学性能的研究

发布时间：2022-05-02 22:00

　　受电弓滑板作为电力机车重要的受流部件之一,其机械性能、摩擦磨损性能和耐弧性的优劣直接影响到机车运行速度。随着国民经济的快速发展,电气化铁路的运行速度连续提升,对受电弓滑板的综合性能提出了更高的要求。炭/铜复合材料具有优异的自润滑性能、耐腐蚀性能和良好的导电导热性能,因此在滑动导电材料中具有广泛的应用前景。本文以焦炭粉为增强相,石墨粉为润滑剂,硫化煤沥青为粘结剂,经热压成型、常压炭化后制备出多孔炭基体;然后采用高压液体浸渗法将熔融铜渗入炭基体内,制备出新型受电弓炭基滑板材料。研究了不同焦炭含量炭/铜复合材料的硬度、强度和微观组织。采用往复摩擦磨损实验机研究复合材料在干滑动、去离子水和雨水下的摩擦磨损性能,探究测试环境和载荷对复合材料摩擦磨损性能的影响。1.制备得到的炭/铜复合材料组织均匀,焦炭含量的提高明显增强了复合材料的机械性能。焦炭/石墨比为80/20时,复合材料的硬度、抗弯强度和抗压强度分别达到147.7HV,95.44MPa和322.65MPa。2.摩擦系数。焦炭/石墨比为50/50的C/Cu复合材料的平均摩擦系数在0.098-0.158之间波动；干磨和去离子水滑动条件下,摩擦系... 

【文章页数】：77 页

【学位级别】：硕士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 引言
    1.2 受电弓滑板使用工况及要求
        1.2.1 电力机车受电弓滑板
        1.2.2 受电弓滑板的工作特点
        1.2.3 受电弓滑板性能要求
    1.3 受电弓滑板材料的研究现状
        1.3.1 纯金属滑板
        1.3.2 粉末冶金滑板
        1.3.3 纯碳滑板
        1.3.4 浸金属滑板
        1.3.5 复合材料滑板
        1.3.6 钛硅碳系滑板
    1.4 受电弓滑板的磨损特性
        1.4.1 受电弓滑板的磨损机理
        1.4.2 影响受电弓滑板磨损行为的因素
    1.5 选题意义和研究内容
第二章 C/Cu复合材料的制备及实验方法
    2.1 实验材料
    2.2 实验装置
        2.2.1 原料预处理设备
        2.2.2 样品制备
        2.2.3 样品性能测试设备
    2.3 C/Cu复合材料制备工艺
        2.3.1 原料预处理
        2.3.2 C/Cu复合材料制备过程
    2.4 滑板的性能要求和测试标准
    2.5 测试方法
        2.5.1 硬度测试
        2.5.2 抗弯抗压强度测试
        2.5.3 摩擦磨损性能测试
第三章 C/Cu复合材料的力学性能及显微组织
    3.1 C/Cu复合材料的微观组织
    3.2 C/Cu复合材料的硬度
    3.3 C/Cu复合材料的强度
    3.4 本章小结
第四章 焦炭石墨比50/50的C/Cu复合材料的摩擦磨损性能
    4.1 干燥环境下的摩擦磨损性能
        4.1.1 实验结果
        4.1.2 磨损表面形貌分析
    4.2 去离子水下的摩擦磨损性能
        4.2.1 实验结果
        4.2.2 磨损表面形貌分析
    4.3 模拟雨水下的摩擦磨损性能
        4.3.1 实验结果
        4.3.2 磨损表面形貌分析
    4.4 本章小结
第五章 焦炭石墨比80/20的C/Cu复合材料的摩擦磨损性能
    5.1 干燥环境中的摩擦磨损性能
        5.1.1 实验结果
        5.1.2 磨损表面形貌分析
    5.2 去离子水中的摩擦磨损性能
        5.2.1 实验结果
        5.2.2 磨损表面形貌分析
    5.3 模拟雨水中的摩擦磨损性能
        5.3.1 实验结果
        5.3.2 磨损表面形貌分析
    5.4 本章小结
第六章 C/Cu复合材料的磨损机理
    6.1 C/Cu复合材料的磨损机制
    6.2 C/Cu复合材料的自润滑机理
    6.3 本章小结
第七章 结论
参考文献
攻读硕士期间发表的论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]浅谈电力机车受电弓滑板发展趋势[J]. 曲春浴,陆宗奎.  炭素. 2008(03)
[2]碳系滑板材料[J]. 久保俊一,蔡千华.  国外机车车辆工艺. 2008(04)
[3]受电弓与接触网系统电接触特性[J]. 吴积钦,钱清泉.  中国铁道科学. 2008(03)
[4]电力机车受电弓发展综述[J]. 邓明丽,吴广宁,张雪原,何常红,叶强.  电气化铁道. 2008(01)
[5]改性树脂基滑板的制备及其热磨损性能[J]. 陈振华,涂川俊,陈刚,严红革,夏金童.  中国有色金属学报. 2007(11)
[6]炭系电力机车受电弓滑板材料的研究进展[J]. 涂川俊,陈振华,陈刚,严红革,夏金童,刘军.  炭素技术. 2007(04)
[7]粉末冶金电力机车受电弓滑板的研究概况[J]. 钱中良.  粉末冶金工业. 2007(04)
[8]受电弓滑板和接触网导线材料的现状及展望[J]. 张晓娟,孙乐民.  河南科技大学学报(自然科学版). 2006(06)
[9]电力机车受电弓滑板的现状[J]. 侯明,孙乐民,李爱娜.  粉末冶金技术. 2006(03)
[10]我国电气化铁路发展的历程及前景[J]. 李世珷.  郑铁科技通讯. 2006(01)

博士论文
[1]层状结构受电弓滑板的制备及性能研究[D]. 卢文博.山东大学 2012
[2]树脂型受电弓滑板材料的制备与磨损特性及抗磨机理研究[D]. 涂川俊.湖南大学 2009



本文编号：3650037