ts／cu复合材料显微组织与力学性能.pdf

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第卷第期粉末冶金材料科学与工程年月
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粉末冶金/复合材料的
显微组织与力学性能
彭刚,蔡晓兰,周蕾,郭鲤,张文忠,王子阳,朱伟
昆明理工大学冶金与能源工程学院,昆明
摘要:对碳纳米管,进行化学镀铜,然后采用粉末冶金法制备含量质量分数,下同
为%的增强铜基复合材料/。研究含量、成形压力以及后续处理工艺对/复合材
料组织及力学性能的影响。结果表明:化学镀铜后的,与铜界面结合良好;与粉混合球磨后,镀
铜的嵌入铜基体中,其管状结构没有遭到明显破坏;随含量增加,/复合材料的硬度提高,
抗拉强度先增大后减小,的最佳含量质量分数为%;复合粉体的最佳成形压力为;异步冷轧
比复压更有利于提高复合材料的抗拉强度与显微硬度;经过异步冷轧处理的% /复合材料的抗拉强度达
.,比纯铜提高倍,显微硬度为.,比纯铜提高.%。
关键词:碳纳米管;化学镀;高能球磨;力学性能
中图分类号: 文献标志码: 文章编号:—卜—
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铜及铜合金常用于引线框架、电触头、高铁线缆碳纳米管。因具有极高的热导
以及电动机电线等领域】,但由于强度不够高,一些率和较低的热膨胀系以及优异的力学性能一,
要求高强度、高导电以及高耐磨的环境下无法应用。可用其制备高强度的/复合材料。/复
基金项目云南省重大项目“碳纳米管增强金属基复合材料应用基础研究”;云南省高校金属粉体制备与设备开发科技创新团队支持
计划资助项
收稿日期:——;修订日期:—
通信作者:蔡晓兰,教授,博导。电话:;: .
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粉末冶金材料科学与工程
间范德华力的作用,所以,镀铜后的均匀分散
在/复合粉体中。图所示为经过化学
镀铜后的图谱,从该图可看出化学镀铜后的
只含有和种元素,这进一步说明图
中表面镀覆的物质是铜。图中红色虚线围
成的区域内为与铜的界面结合区域,可见
与铜的界面结合良好。
皇
粉体主要为片状结构,粒径约为岬。从图的∽
黄色圆圈内看出经过球磨后嵌入铜基体中,不
存在团聚现象,被剪切变短,其管状结构没有
遭到明显破坏。综上所述,经过预处理与化学镀铜能
够改善与铜基体的界面结合,将镀铜后的/%
与铜粉一起球磨,既可有效减轻在铜基体中的图含量不同的复合材料的应力一应变曲线
团聚和偏析,又能使与基体牢固的结合在一. —
起,减小在铜基体中的滑移。这些都将改善
对碧∞一【
/复合材料的力学性能。
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/ 图含量对/复合材料抗拉强度和
图化学镀铜后的图谱显微硬度的影响
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. 含量团聚,,再经过冷
图所示为压力下成形、烧结后再复压、烧结、复压后获得更致密的复合材料。另一方面
压制备的不同含量的/复合材料的应力是经过化学镀铜和球磨能改善与铜基体的界面
一应变曲线,材料的抗拉强度和硬度如图所示。结合结合以及的分散性,使铜基体与更牢固