發(fā)布時間：2021-03-02 18:13

　　顆粒增強銅基復(fù)合材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性和延展性,同時還具有良好的耐磨性、較高的強度和熱穩(wěn)定性,可用于制造高壓開關(guān)電觸頭、電磁軌道炮導(dǎo)軌、軌道交通接觸線、高速鐵路剎車片等。目前,顆粒增強銅基復(fù)合材料多采用粉末冶金、機械合金化、原位反應(yīng)熔鑄等方法制備。原位反應(yīng)熔鑄法是在熔煉過程中通過化學(xué)反應(yīng)在銅熔體中原位反應(yīng)生成顆粒增強相,然后澆鑄成型�？梢詫崿F(xiàn)一次成型,其工藝簡單、成本低廉,而且基體和增強相的界面相容性好,凝固成型致密度高。然而,原位反應(yīng)熔鑄法制備顆粒增強銅基復(fù)合材料存在著兩個重要的問題亟待解決:一是增強相的團聚問題,在熔體反應(yīng)和凝固過程中增強相顆粒由于降低表面自由能的趨勢而傾向于聚集分布,在材料拉伸過程中顆粒團聚處會成為裂紋源,并使裂紋擴展直至斷裂,嚴(yán)重影響材料的力學(xué)性能;二是熔鑄中易引入有害雜質(zhì)元素,顆粒增強相原位反應(yīng)不完全時殘留在熔體中也會變成雜質(zhì)元素,即便是微量的固溶雜質(zhì)也會嚴(yán)重損害材料的導(dǎo)電性能。因此,如何制備出組織均勻、顆粒彌散、綜合性能更為優(yōu)異的銅基復(fù)合材料是學(xué)術(shù)界和產(chǎn)業(yè)界十分關(guān)注的熱點問題。本文通過原位反應(yīng)熔鑄法,選取Cu-Ti（Zr）-B體系為研究對象,制備了原位... 

【文章來源】：大連理工大學(xué)遼寧省 211工程院校 985工程院校 教育部直屬院校

【文章頁數(shù)】：149 頁

【學(xué)位級別】：博士

【部分圖文】：

圖１．２電磁軌道炮原理圖Ｍ??Ｆｉｇ．?１．２?Ｓｃｈｅｍａｔｉｃ?ｄｉａｇｒａｍ?ｏｆ?ｅｌｅｃｔｒｏｍａｇｎｅｔｉｃ?ｒａｉｌｇｕｎ［２４］??

截止至２０１８年中國高鐵運營里程已達到了?２．５萬公里，占全球高鐵運營里程??的三分之二。高速鐵路接觸網(wǎng)是高鐵的重要組成部分，主要包括接觸線、承力索和吊弦??等，如圖１．３所示［２７］。??圖１．３高速鐵路接觸網(wǎng)??Ｆｉｇ．?１．３?Ｈｉｇｈ?ｓｐｅｅｄ?ｒａｉｌｗａｙ?ｃｏｎｔａｃｔ?ｎｅｔｗｏｒｋ??接觸線是接觸網(wǎng)的核心，也是保證電氣化鐵路正常運營的關(guān)鍵構(gòu)件，高性能接觸線??的制備因此成為高速鐵路發(fā)展中面臨的和必須解決的關(guān)鍵技術(shù)。接觸線通過與機車上的??受電弓滑動接觸向機車提供運行動力，在服役過程中，接觸線要承受高線張力、受電弓??的沖擊動張力以及高速摩擦，而且接觸線暴露在空氣中，工況惡劣，高速摩擦過程中產(chǎn)??生的熱量，容易發(fā)生電弧燒蝕，從而導(dǎo)致接觸線力學(xué)性能及耐磨性急劇下降，減少使用??－４－??

基于上述三方面的考慮，針對高強高導(dǎo)高耐磨銅基復(fù)合材料的性能要求，本文選擇??了?ＴｉＢ２和ＺｒＢ２陶瓷顆粒作為增強相顆粒。ＴｉＢ２和ＺｒＢ２都是六方晶系Ｃ３２型準(zhǔn)金屬結(jié)??構(gòu)化合物，空間群均為Ｐ６／ｍｍｍ（１９１），其的晶體結(jié)構(gòu)如圖１．４所示，主要結(jié)構(gòu)參數(shù)和物??理性能見表１．４［６Ｍ８］。在ＴｉＢ２和ＺｒＢ２的晶體中，Ｔｉ或Ｚｒ與Ｂ原子交替排列形成了和石??墨層狀結(jié)構(gòu)類似的二維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)，并且Ｂ與Ｔｉ?（或Ｚｒ）離子之間形成離子鍵，Ｂ與Ｂ??之間為共價鍵，這一鍵合結(jié)構(gòu)決定了?丁沿２和２出２既具有金屬的高電導(dǎo)率和熱導(dǎo)率，又??具有陶瓷的高熔點、高硬度和高彈性模量。此外，ＴｉＢ２和ＺｒＢ２具有良好的熱穩(wěn)定性，易??于通過高溫反應(yīng)生成，非常適合用作原位顆粒增強銅基復(fù)合材料的增強相。??〇一Ｚｒ?或?Ｔｉ?？—Ｂ??圖１．４?ＴｉＢ２和ＺｒＢ２的晶體結(jié)構(gòu)??Ｆｉｇ．?１．４?Ｔｈｅ?ｃｒｙｓｔａｌ?ｓｔｒｕｃｔｕｒｅ?ｏｆ?ＴｉＢ２?ａｎｄ?ＺｒＢ２??－９－??

【參考文獻】：
期刊論文
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碩士論文
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本文編號：3059713