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碳纳米管增强铜基复合材料的制备与研究

王森  
【摘要】: 铜基复合材料以优良的导电性能和高强度成为一种性能优异的功能材料,已经广泛应用在很多方面。但是,随着对铜基复合材料的性能要求越来越高,传统的铜基复合材料已越来越不能满足要求。碳纳米管是一种新型碳材料具有极高的强度、韧性和弹性模量,这些特性为制备高性能的复合材料提供了新的方向。 本论文使用粉末冶金方法制备碳纳米管增强铜基复合材料,并对其力学性能和磨损性能进行研究。 1、实验采用化学镀方法在碳纳米管表面包覆较完整的铜层,改善了碳纳米管与铜基体之间的界面结合性能。 2、实验通过粉末冶金方法制备碳纳米管增强铜基复合材料试样,确定了最佳制备工艺,试样的致密度平均达到97%。 3、实验对不同碳纳米管体积分数复合材料的力学性能进行测试。结果表明,3vol.%CNT/Cu复合材料的力学性能最好,硬度为纯铜试样的1.5倍,抗拉强度为纯铜试样的1.4倍。 4、实验在不同的磨损载荷和滑动速率下,对不同碳纳米管体积分数复合材料的比磨损率进行测试。结果表明,碳纳米管的加入明显改善了基体的磨损性能,碳纳米管体积分数为3%时,复合材料的比磨损率达到最小值,约为纯铜试样的1/4~1/3。 5、论文最后对碳纳米管增强锡青铜基复合材料进行了初步研究。结果表明,3vol.%CNT/锡青铜复合材料可以作为ZQSn663锡青铜的替代材料。


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