本文關(guān)鍵詞： 鎢銅復(fù)合材料 CNTs/Cu復(fù)合材料 RGO/Cu復(fù)合材料 噴霧干燥法 SPS燒結(jié) CIP成型　出處：《湖南大學(xué)》2015年碩士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：高性能銅基復(fù)合材料不僅具備高導(dǎo)電高導(dǎo)熱性能,而且擁有較高硬度和強度,同時還具有良好的耐電腐蝕能力,因此被廣泛應(yīng)用于電工電子、軍工航天等各個工業(yè)部門。本文通過噴霧干燥-煅燒-還原的工藝制備了四類銅基復(fù)合粉體,對四類粉體制備了復(fù)合材料,通過對復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)、成分的表征和硬度、電導(dǎo)率,相對密度等性能的測試,探討了影響銅基復(fù)合材料的因素,得到了一系列制備高性能銅基復(fù)合材料的可靠參數(shù)。1.以模壓成型(MP)、等離子體燒結(jié)(SPS)和冷等靜壓成型(CIP)制備了高銅含量鎢銅復(fù)合材料(15WCu和20WCu)。性能測試結(jié)果表明,MP成型15WCu和20WCu復(fù)合材料燒結(jié)最佳溫度均在1130℃;SPS燒結(jié)中,15WCu和20WCu復(fù)合材料在700℃溫度下燒結(jié)時性能最好,最佳燒結(jié)時間分別是10min和15min;比較三種工藝,SPS燒結(jié)樣品性能與CIP樣品相當,MP成型樣品性能次之。兩種鎢銅復(fù)合材料比較而言,15WCu樣性能將優(yōu)于20WCu樣。其原因是15WCu樣中銅含量較高,形成銅網(wǎng)絡(luò)密度較大,導(dǎo)電率較高,而20WCu中鎢含量較高,燒結(jié)中發(fā)生聚沉,致使復(fù)合材料致密度和硬度下降。2.以MP成型和CIP成型方法制備了CNTs/Cu復(fù)合材料。研究結(jié)果表明,隨著CNTs含量的增加,CNTs/Cu復(fù)合材料顯微硬度有了很大提高,而電導(dǎo)率和致密度均有所下降,但下降不大,在含量為0.5wt%時綜合性能最佳。比較兩種成型工藝對復(fù)合材料的性能的影響,結(jié)果顯示冷等靜壓成型優(yōu)于模壓工藝。對CNTs含量為0.5wt%的冷等靜壓復(fù)合材料進行熱性能測試,結(jié)果顯示復(fù)合材料電導(dǎo)率在高達87.26%IACS的情況下,材料硬度和熱導(dǎo)率分別達到了105.24HV、407.84W/(m·K)。3.利用MP和SPS兩種方法成功制備了RGO/Cu復(fù)合材料,采用SPS燒結(jié)制備了RGO/W/Cu復(fù)合材料。性能測試結(jié)果表明,RGO均勻分布于樹枝狀銅粉體之中,二者結(jié)合較好,而且在粉體XRD圖譜中檢測到了Cu2O相的存在,經(jīng)過分析和研究,該Cu2O為還原后的超細銅粉被還原氧化石墨烯氧化得到的結(jié)果;比較兩種工藝制備RGO/Cu復(fù)合材料性能,結(jié)果顯示SPS燒結(jié)得到復(fù)合材料幾乎全致密且晶粒細小,工藝明顯優(yōu)于MP成型;就復(fù)合材料中RGO的含量而言,含量為3wt%RGO/Cu復(fù)合材料性能最優(yōu),特別是SPS燒結(jié)3wt%RGO/Cu復(fù)合材料顯微硬度值高達164.45HV,比此工藝制備純銅樣品提高了32.36%,電導(dǎo)率達到87.51%IACS;RGO/W/Cu復(fù)合材料,含鎢量為1.0wt%的RGO/W/Cu復(fù)合材料綜合性能最優(yōu)。
[Abstract]:High performance copper matrix composites not only have high conductivity and high thermal conductivity, but also have high hardness and strength, and also have good electrical corrosion resistance, so they are widely used in electrical and electronic engineering. In this paper, four kinds of copper-based composite powders were prepared by spray drying, calcination and reduction process, and composite materials were prepared for four kinds of powders. The microstructure, composition and hardness of the composites were characterized. The electrical conductivity, relative density and other properties were tested, and the factors affecting the copper matrix composites were discussed. A series of reliable parameters for the preparation of high performance copper matrix composites have been obtained. 1. High copper tungsten and copper composites with high copper content have been prepared by moulding, plasma sintering (SPS) and cold isostatic pressing (CIPs). The best sintering temperature of 15WCu and 20WCu composites is 1130 鈩，

本文編號：1522704