本文關(guān)鍵詞：超聲場脈沖電鑄制備銅—碳纖維粉復(fù)合材料及其性能研究

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【摘要】：碳纖維粉是將碳纖維長絲經(jīng)特殊表面處理、研磨后制得的高強度、耐摩擦、耐腐蝕材料,其形狀細(xì)小,表面純凈,比表面積大,是性能優(yōu)良的復(fù)合材料填料。本文在超聲波與脈沖電流的條件下,采用復(fù)合電鑄技術(shù)制備了銅-碳纖維粉復(fù)合材料,對其制備工藝與性能進(jìn)行了探索與研究。進(jìn)行了碳纖維粉表面改性研究。采用球磨工藝對碳纖維粉進(jìn)行表面粗化,避免了強堿粗化對碳纖維粉結(jié)構(gòu)的破壞和強度的弱化;以碳纖維粉接觸角作為試驗指標(biāo),研究了三種降低碳纖維粉表面張力的表面活性劑,選用125 mg/L的十二烷基硫酸鈉作為試驗添加劑。碳纖維粉在電鑄液內(nèi)運動情況受電鑄液流場的影響較大,采用FLUENT對電鑄液進(jìn)行了流場仿真分析,并結(jié)合實驗驗證得出,當(dāng)采用矩形電鑄槽、電極相對電鑄槽長邊方向成75°夾角放置、攪拌速度為60 rad/s時,碳纖維粉在復(fù)合電鑄層內(nèi)的含量相對高,分布相對均勻。在電鑄制備銅-碳纖維粉復(fù)合材料的試驗中,重點研究分析了電鑄液內(nèi)碳纖維粉添加量(C_A)、脈沖通電時間(T_(on))、脈沖脈沖關(guān)斷時間(T_(off))、脈沖峰值電流密度(I_p)和超聲功率(P)對復(fù)合電鑄層的碳纖維粉含量(C_(LP))、微觀形貌、顯微硬度、耐磨性和導(dǎo)電性的影響,研究結(jié)果表明,工藝參數(shù)主要通過改變復(fù)合電鑄層內(nèi)碳纖維粉含量(C_(LP))進(jìn)而影響復(fù)合電鑄層各性能的;復(fù)合電鑄層中的碳纖維粉能夠細(xì)化復(fù)合電鑄層組織,含量越高,材料平整度越低,孔隙率越大,組織致密性越低;C_(LP)越高,復(fù)合電鑄層的顯微硬度越低;復(fù)合電鑄層耐磨性能得到提升;復(fù)合電鑄層保持較高的導(dǎo)電性能。采用正交實驗優(yōu)化試驗參數(shù)。當(dāng)T_(on)、T_(off)與I_p分別為200μs、400μs與30A/dm~2,P為90 W,C_A為15 g/L時,得到耐磨和導(dǎo)電性優(yōu)良的復(fù)合電鑄層,優(yōu)化試驗參數(shù)下的復(fù)合電鑄層的摩擦系數(shù)為0.228,磨損量為0.0094 mm~3,電阻率為0.0224 mΩ/mm,顯微硬度為133.5 HV。
【關(guān)鍵詞】：復(fù)合電鑄 銅基復(fù)合電鑄層 碳纖維粉 超聲 脈沖電流
【學(xué)位授予單位】：中國礦業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TB333;TQ153.4
【目錄】：

• 致謝4-5
• 摘要5-6
• Abstract6-18
• 變量注釋表18-19
• 1 緒論19-29
• 1.1 復(fù)合電鑄技術(shù)19-25
• 1.2 碳纖維及其電沉積25-27
• 1.3 課題研究意義與內(nèi)容27-28
• 1.4 課題創(chuàng)新點28-29
• 2 復(fù)合電鑄試驗與試樣檢測方法29-40
• 2.1 復(fù)合電鑄試驗裝置29-30
• 2.2 電鑄試驗材料及電鑄液配方30-33
• 2.3 復(fù)合電鑄試驗工藝流程33-37
• 2.4 復(fù)合電鑄層檢測內(nèi)容與方法37-39
• 2.5 本章小節(jié)39-40
• 3 電鑄液流場分析40-52
• 3.1 電鑄液流場分析方法40-41
• 3.2 選取電鑄槽形狀41-45
• 3.3 優(yōu)化攪拌器速度45-48
• 3.4 優(yōu)化電極的位置夾角48-51
• 3.5 本章小節(jié)51-52
• 4 復(fù)合電鑄試驗結(jié)果與討論52-84
• 4.1 試驗工藝參數(shù)對C_(LP)的影響52-55
• 4.2 試驗工藝參數(shù)對復(fù)合電鑄層微觀形貌的影響55-61
• 4.3 試驗工藝參數(shù)對復(fù)合電鑄層顯微硬度的影響61-65
• 4.4 試驗工藝參數(shù)對復(fù)合電鑄層摩擦磨損性能的影響65-79
• 4.5 試驗工藝參數(shù)對復(fù)合電鑄層導(dǎo)電性能的影響79-82
• 4.6 本章小節(jié)82-84
• 5 復(fù)合電鑄層工藝參數(shù)優(yōu)化84-91
• 5.1 正交試驗設(shè)計84-85
• 5.2 正交試驗優(yōu)化試驗工藝參數(shù)85-90
• 5.3 本章小結(jié)90-91
• 6 結(jié)論91-92
• 參考文獻(xiàn)92-96
• 作者簡歷96-98
• 學(xué)位論文數(shù)據(jù)集98

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