(SiCp+Grp)/Cu复合材料的制备与性能研究
本研究采用粉末冶金工艺,分别制备了SiCp/Cu,Grp/Cu和(SiCp+Grp)/Cu复合材料.借助光学显微镜、扫描电镜、热膨胀分析仪、导热率测试仪、涡流电导仪、万能材料试验机和摩擦磨损试验机等多种手段,较为系统地研究了三类复合材料的显微组织、热膨胀性能、导热性、导电性、弯曲强度以及耐磨性能,分析了组织与性能之间的关系以及相关的影响因素.
研究表明:采用粉末冶金工艺制备的复合材料,增强颗粒在基体中分布比较均匀,组织比较致密.复压、复烧可以有效提高复合材料的致密度.
随着增强颗粒体积分数的增加,复合材料的致密度、导热率和导电率下降.复压烧结使复合材料的导电率平均提高8.1%左右,复压烧结后密度比一次烧结平均提高5.1%.
相同体积分数Grp或SiCp单一增强Cu基复合材料的导电性相差不大.增大增强体颗粒体积分数可以有效地降低复合材料的热膨胀系数.使用性能不同的增强体SiCp陶瓷和Grp颗粒混合增强金属Cu基体时,由于SiCp和Grp的共同作用而使(SiCp+Grp)/Cu复合材料的大多数物理性能介于相同体积分数Grp或SiCp单一增强Cu基复合材料之间.
Grp/Cu复合材料的硬度和抗弯强度随着Grp含量的增加而减小.当Grp体积分数超过10%时,强度减弱趋势会变小.SiCp的添加明显提高了材料的硬度,SiCp/Cu复合材料的硬度和抗弯强度随着 SiCp颗粒体积含量的增加而增大,SiCp含量大于 15%后的硬度增强趋势变小.而(SiCp+Grp)/Cu复合材料的硬度和抗弯强度介于相同体积分数Grp或SiCp单一增强Cu基复合材料之间.
SiCp单一增强Cu基复合材料时,复合材料的摩擦性能随着SiCp体积分数增加而增强;Grp单一增强Cu基复合材料时,复合材料的摩擦性能随着Grp体积分数在10%以内增加而增强,超过10%后,耐磨性能减小.本实验条件下,SiCp、Grp混杂增强Cu基复合材料能够获得比前两种复合材料更优秀的耐磨性能,(10%Grp+20%SiCp)/Cu复合材料中,SiCp有承载作用,Grp有良好的固体润滑作用,使复合材料具有良好的摩擦磨损特性.
- 作者：
- 张永强
- 学位授予单位：
- 陕西理工学院
- 专业名称：
- 材料加工工程
- 授予学位：
- 硕士
- 学位年度：
- 2013年
- 导师姓名：
- 解念锁
- 中图分类号：
- TG148
- 关键词：
- (SiCp+Grp )/Cu复合材料；Grp/Cu复合材料；SiCp/Cu复合材料；导电性；耐磨性能
- (SiC_p+Gr_p)/Cu Composites； Gr_p/Cu Composites； SiC_p/Cu Composites； Conductivity； Wear resistance