石墨-銅（銀）復合材料組分設計與性能研究.pdf

1、石墨-銅(銀)復合材料,不僅導電性與導熱性優(yōu)異,而且具有良好的抗電弧侵蝕和抗磨損能力及較高的強度,是一種具有廣泛應用前景的新型材料.將固體潤滑劑石墨與銅、銀復合制成金屬基自潤滑材料是銅、銀基復合材料重要的用途之一.尤其石墨一銅(銀)復合材料在電接觸材料領域得到廣泛的應用,但石墨與銅互不相溶,其界面機械互鎖,結合強度低,當承受載荷時往往造成增強體的拔出、剝離或脫落.因此,如何在保持較高電導率水平的前提下,大幅度地提高強度、硬度和耐磨性的問

2、題已成為銅、銀基材料研究與開發(fā)的重要問題. 本文以開發(fā)高性能銅、銀基自潤滑材料為目標,通過組分優(yōu)化設計,采用機械合金化的技術與粉末冶金的方法制備出了基體合金化與納米AlN顆?；旌显鰪娛?銅復合材料以及鍍銅碳纖維增強石墨.銀復合材料,為拓展新型銅、銀基復合材料的應用領域提供技術保障.本文的研究主要包括以下幾個方面的內容: (1)采用機械合金化技術制備了Cu-5﹪Cr復合粉體,利用XRD分析了Cu-5﹪Cr復合粉體機械合金

3、化過程.結果表明:隨著球磨時間的增加,晶粒不斷細化,Cu-5﹪Cr復合粉末衍射峰逐漸寬化,衍射強度逐漸下降:當球磨60h時,Cr大部分固溶在Cu晶格中. (2)采用粉末冶金的方法制備了石墨.銅復合材料,分析了基體合金化對石墨-銅復合材料力學性能的影響,結果表明:隨著Cr含量增多,石墨.銅復合材料力學性能、耐磨性能提高,導電性能下降. (3)初步探討了納米AlN顆粒對銅基復合材料的影響.結果表明:隨著納米AlN顆粒質量分數(shù)

4、的增加,材料的密度和導電性下降,硬度、抗彎強度有所增大,當材料中含有AlN超過0.5﹪時,復合材料硬度、抗彎強度增加不明顯. (4)采用粉末冶金的方法制備了銀基電刷材料,研究了其導電性能的影響因素.結果表明:隨著石墨、碳纖維和銅含量的增加,材料的電阻率有所升高.當金屬基體含量為93﹪,添加的銅含量不超過9﹪時,對電刷的接觸電壓降影響不明顯. (5)探討了銀基電刷材料的摩擦磨損性能.結果表明:石墨、碳纖維起到了潤滑和減磨的