本文關(guān)鍵詞：超順排碳納米管增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備與組織性能分析，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：純銅材料具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能和導(dǎo)熱性能,因而被廣泛應(yīng)用于各種導(dǎo)電、導(dǎo)熱元器件的制造,但是純銅較低的強(qiáng)度使其應(yīng)用范圍受到很大限制,因此,制備高強(qiáng)度和高導(dǎo)電性兼?zhèn)涞募冦~材料具有重要意義。超順排碳納米管薄膜(SACNT)內(nèi)的碳納米管具有高度定向的特征,可以對(duì)復(fù)合材料實(shí)現(xiàn)定向的增強(qiáng)作用。本文采用電鍍法制備了超順排碳納米管膜增強(qiáng)純銅復(fù)合材料。這種制備工藝是將SACNT薄膜鋪放在鈦板上,隨后在表面電鍍一層純銅,通過不斷重復(fù)鋪膜和電鍍的過程,可以得到含有幾十層到幾百層碳納米管薄膜和純銅層的層狀復(fù)合材料。這種方法工藝簡單,可控性強(qiáng),有利于實(shí)現(xiàn)復(fù)合材料的大批量生產(chǎn)。本文采用 高酸低銅‖和 高銅低酸‖兩種硫酸鹽鍍液制備了SACNT/Cu復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明: 高酸低銅‖鍍液制備的復(fù)合材料鍍層表面粗糙度較大,SACNT薄膜的完整性受到破壞,界面結(jié)合情況不佳,相比于電鍍純銅材料,SACNT薄膜的加入無法起到增強(qiáng)作用。 高銅低酸‖鍍液制備的復(fù)合材料鍍層表面粗糙度較小,SACNT的超順排特征保留在了復(fù)合材料中,界面結(jié)合情況較好,相比于電鍍純銅材料,復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和屈服強(qiáng)度均大幅提升,而導(dǎo)電能力沒有受到明顯影響。利用高銅低酸鍍液制備的復(fù)合材料,在SACNT體積分?jǐn)?shù)為2.6%時(shí)綜合性能最好,抗拉強(qiáng)度達(dá)到272MPa,較基體提升了40.7%,導(dǎo)電率為84.7%IACS,僅比基體降低了3.4%。通過理論計(jì)算發(fā)現(xiàn),如果進(jìn)一步改善碳納米管與基體的界面結(jié)合,復(fù)合材料的力學(xué)性能還可以大幅提高,而碳納米管良好的導(dǎo)電能力使復(fù)合材料能夠保持較高的導(dǎo)電率。
【關(guān)鍵詞】：銅基復(fù)合材料 超順排碳納米管 電鍍
【學(xué)位授予單位】：清華大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2015
【分類號(hào)】：TB333
【目錄】：

• 摘要3-4
• abstract4-8
• 第1章 緒論8-23
• 1.1 課題研究背景及意義8-9
• 1.2 高強(qiáng)高導(dǎo)銅材料的設(shè)計(jì)思路9-10
• 1.3 銅基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀10-19
• 1.3.1 銅基復(fù)合材料的分類10
• 1.3.2 銅基復(fù)合材料的基體10-11
• 1.3.3 銅基復(fù)合材料的增強(qiáng)體11-13
• 1.3.4 碳納米管增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀13-19
• 1.4 電鍍純銅的工藝方法19-20
• 1.4.1 電鍍工藝特點(diǎn)19
• 1.4.2 電鍍純銅的鍍液體系19-20
• 1.5 本文研究內(nèi)容20-23
• 第2章 SACNT/Cu復(fù)合材料制備23-30
• 2.1 實(shí)驗(yàn)方案23-24
• 2.2 實(shí)驗(yàn)材料24-25
• 2.2.1 硫酸銅鍍液24
• 2.2.2 增強(qiáng)體24
• 2.2.3 電鍍極板24-25
• 2.3 SACNT/Cu復(fù)合材料的制備方法25-27
• 2.4 力學(xué)性能測(cè)試27
• 2.5 電學(xué)性能測(cè)試27-28
• 2.6 微觀組織觀察28-30
• 第3章 SACNT/Cu復(fù)合材料微觀組織分析30-44
• 3.1 SACNT/Cu復(fù)合材料鍍層的腐蝕形態(tài)特征30-31
• 3.2 鍍液體系對(duì)鍍層形態(tài)特征的影響31-38
• 3.2.1 不同鍍液體系下鍍層的形態(tài)特征31-34
• 3.2.2 不同鍍液體系下鍍層的表面粗糙度變化34-36
• 3.2.3 表面粗糙度對(duì)基體中SACNT薄膜形態(tài)特征的影響36-38
• 3.3 電流密度對(duì)鍍層形態(tài)特征的影響38-40
• 3.4 碳納米管與基體的界面結(jié)合觀察40-42
• 3.5 本章小結(jié)42-44
• 第4章 SACNT/Cu復(fù)合材料性能分析44-58
• 4.1 SACNT/Cu復(fù)合材料的力學(xué)性能44-49
• 4.1.1 SACNT/Cu復(fù)合材料的室溫力學(xué)性能44
• 4.1.2 高銅低酸電鍍材料的力學(xué)性能44-47
• 4.1.3 高酸低銅電鍍材料的力學(xué)性能47-49
• 4.2 SACNT/Cu復(fù)合材料的電學(xué)性能49-51
• 4.2.1 高銅低酸電鍍材料的導(dǎo)電率49-50
• 4.2.2 高酸低銅電鍍材料的導(dǎo)電率50-51
• 4.3 復(fù)合材料性能的各向異性特征51-53
• 4.4 SACNT/Cu復(fù)合材料性能的理論計(jì)算53-56
• 4.4.1 SACNT/Cu復(fù)合材料力學(xué)性能的理論計(jì)算53-55
• 4.4.2 SACNT/Cu復(fù)合材料電學(xué)性能的理論計(jì)算55-56
• 4.5 本章小結(jié)56-58
• 第5章 結(jié)論58-59
• 參考文獻(xiàn)59-62
• 致謝62-64
• 個(gè)人簡歷、在學(xué)期間發(fā)表的學(xué)術(shù)論文與研究成果64

【參考文獻(xiàn)】

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本文編號(hào)：453101