石墨/铜复合材料放电等离子烧结制备及其组织性能的研究

发布时间：2021-01-16 01:16

　　石墨/铜复合材料具有优良的导电导热和减摩耐磨性能而被广泛应用于电接触材料、电子封装材料、自润滑材料和电刷滑板等领域。然而,由于铜基体与石墨之间相溶性低和润湿性差、物理性能差异大,易造成制备的石墨/铜复合材料中存在界面结合弱、内部孔隙高和石墨分散性差等问题。因此需要对石墨颗粒表面进行改性处理和改进混料工艺,以此来改善石墨与铜基体之间的界面润湿性,提高石墨在铜基体中的分散性,增强石墨/铜复合材料的综合性能。本文通过超声波分散石墨悬浮液,采用磁力搅拌结合高能球磨两步混料法将石墨均匀分散于铜粉颗粒间,利用SPS烧结制备出综合性能优良的C/Cu复合材料。研究了工艺参数（球磨时间、烧结温度）对复合材料微观组织与相对密度、电导率和硬度的影响。在此工艺参数下,研究了镀铜石墨及未镀铜石墨含量对C/Cu复合材料的显微组织、相对密度、电导率、硬度及摩擦磨损性能的影响。主要研究结果如下:（1）随球磨时间的增加,复合粉末不断细化并且逐渐均匀分布。经过SPS烧结后复合材料组织致密且界面结合良好。随球磨时间的延长,复合材料中晶粒逐渐减小且石墨分布更加均匀。复合材料的硬度随球磨时间的增加呈现先减低后升高,而电导率随球... 

【文章来源】：江西理工大学江西省

【文章页数】：70 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

Cu-C二元平衡相图[10]

第一章绪论7真空，通过加载单元和液压系统对粉体进行加压，与此同时脉冲电流装置产生放电等离子体实施烧结，通过电脑控制装置达到预设温度并进行保压保温一段时间，完成后进行卸载水冷取样，整个烧结过程较短，在30min左右。图1.2SPS基本结构示意图[56]（3）SPS过程SPS烧结过程主要分为三个阶段：粘结阶段、烧结颈长大阶段、球化和缩孔阶段。粘结阶段发生在烧结初期，标志是烧结颈的形成以及长大，相邻颗粒的界面逐渐变为晶界。烧结颈长大阶段，伴随粉体塑性变形，孔隙进一步排出，烧结坯相对密度提高。球化和缩孔阶段，大多孔隙被完全分割开，孔隙的数量大为增加，但孔隙的形状逐渐球化并缩校SPS烧结过程不仅具有热压烧结的焦耳热和施加压力产生的塑性变形来促进粉末材料的烧结致密化进程，还可以利用特殊电源产生的直流脉冲电压，产生放电等离子来促进烧结[57]。其脉冲电源作用效果如图1.3。图1.3脉冲电源的作用及效果[57]

第一章绪论7真空，通过加载单元和液压系统对粉体进行加压，与此同时脉冲电流装置产生放电等离子体实施烧结，通过电脑控制装置达到预设温度并进行保压保温一段时间，完成后进行卸载水冷取样，整个烧结过程较短，在30min左右。图1.2SPS基本结构示意图[56]（3）SPS过程SPS烧结过程主要分为三个阶段：粘结阶段、烧结颈长大阶段、球化和缩孔阶段。粘结阶段发生在烧结初期，标志是烧结颈的形成以及长大，相邻颗粒的界面逐渐变为晶界。烧结颈长大阶段，伴随粉体塑性变形，孔隙进一步排出，烧结坯相对密度提高。球化和缩孔阶段，大多孔隙被完全分割开，孔隙的数量大为增加，但孔隙的形状逐渐球化并缩校SPS烧结过程不仅具有热压烧结的焦耳热和施加压力产生的塑性变形来促进粉末材料的烧结致密化进程，还可以利用特殊电源产生的直流脉冲电压，产生放电等离子来促进烧结[57]。其脉冲电源作用效果如图1.3。图1.3脉冲电源的作用及效果[57]


本文编号：2979867