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铜基减摩耐磨复合材料的制备与性能研究

冉旭  
【摘要】:本研究以开发高性能减摩耐磨铜基自润滑材料为目标,通过组分优化设计和工艺探索,采用机械合金化(MA)、冷压成型和放电等离子烧结(SPS)的方法制备出了满足性能要求的纳米表面强化铜基复合材料及C/Cu复合材料。并对复合材料的微观组织特征、机械合金化和SPS技术在铜基复合材料方面的应用机制、铜基复合材料的摩擦学行为等进行了系统探讨,为拓展新型减摩耐磨铜基复合材料的应用领域打下坚实的基础。 研究结果表明:经SPS烧结的纳米表面强化铜基复合材料颗粒细小均匀,颗粒之间烧结紧密,过渡层的结合也明显优于冷压成型的样品;机械合金化后C/Cu复合粉末组织中纳米级亚晶粒的复合粒子、单个纳米粒子和非晶态结构共存;C/Cu复合粉末在SPS致密化过程中的双重激活烧结机制使复合粉末的烧结活性大大提高,保证了最终烧结体优良的组织和性能;SPS烧结以及冷压制备的C/Cu复合材料均较单一粗铜烧结材料表现出更好的减摩耐磨性能,其中SPS烧结C/Cu 复合材料的摩擦学性能最佳。


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