受电弓滑板材料的制备、组织与性能研究

【摘要】：随着轨道交通的发展对电力机车材料的要求也日益提高,受电弓滑板是为电力机车提供电力的关键部件。因此受电弓滑板材料的研究已经成为材料领域备受关注的热点问题。铜基复合材料以其良好的强度、硬度、良好的导电性和减摩自润滑性将成为受电弓滑板材料比较理想的选择。 本论文采用机械合金化、碳纤维表面镀铜、真空热压烧结等方法制备了碳纤维增强铜基复合材料,并利用XRD、SEM、TEM等多种检测手段对材料的组织结构和性能进行了研究。 采用机械合金化成功制备了铜碳复合粉末,复合粉末中铜颗粒以纳米／亚微米复合颗粒及单个纳米形式存在。碳以薄层状纳米结构和非晶态形式存在。确定了碳纤维表面电镀铜的最佳工艺参数(主盐浓度、电镀电流和电镀时间),成功制备出了镀层均匀的镀铜碳纤维。含碳纤维的复合材料烧结致密,界面结合良好。碳纤维的添加使得复合材料的相对密度从84%增加到了92%。在碳纤维增强体附近,随着距碳纤维距离的增加,材料的硬度逐渐降低。在干摩擦磨损实验条件下,随着载荷的增加,磨损机制是由微切削磨损→粘着磨损→剥层磨损过渡。在实验过程中,没有发生对偶件的氧化和物质转移。碳纤维的加入,降低了复合材料的导电性,随着温度升高,电阻系数也增大。