表面改性碳纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備與表征.pdf

1、近年來(lái)，碳纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料（Cf/Cu復(fù)合材料）因其具有好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性和減摩、耐磨性以及低的熱膨脹系數(shù)，成為了碳纖維增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料中十分重要的一類(lèi)。但是，碳纖維與銅基體的潤(rùn)濕性差，結(jié)合力弱，大大影響了碳纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料性能的發(fā)揮。因此改善碳纖維與銅基體之間的結(jié)合，制備性能更加優(yōu)異的Cf/Cu復(fù)合材料并對(duì)其在力學(xué)性能和摩擦學(xué)性能等方面進(jìn)行研究也成為了Cf/Cu復(fù)合材料的重要工作。
　　由于碳纖維與銅粉在混料過(guò)程中很容易

2、發(fā)生團(tuán)聚，影響了復(fù)合材料的性能,提高碳纖維在基體中的均勻分散程度在研究碳纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料中具有重要意義。為了制備能夠在Cu基體中分散均勻的大體積分?jǐn)?shù)的Cf/Cu復(fù)合材料，本文首先采用了電化學(xué)法在短碳纖維表面進(jìn)行了鍍銅處理，再對(duì)碳纖維原絲和鍍銅碳纖維進(jìn)行單絲拉伸和原位拉伸試驗(yàn)，考察碳纖維與Cu的結(jié)合強(qiáng)度及觀察其斷裂過(guò)程，并制備添加了不同體積分?jǐn)?shù)碳纖維的Cf/Cu復(fù)合材料，研究碳纖維的添加量對(duì)復(fù)合材料硬度的影響，并與純銅在力學(xué)性能和摩擦

3、學(xué)性能上比較二者的差異。得到以下結(jié)論：
　　第一，采用電化學(xué)法，用平行銅片做陰極代替長(zhǎng)碳纖維束，得到鍍層均勻光潔的鍍銅短碳纖維，對(duì)碳纖維原絲和鍍銅碳纖維進(jìn)行單絲拉伸試驗(yàn)測(cè)定其強(qiáng)度，結(jié)果表明，鍍銅碳纖維拉伸載荷-位移曲線(xiàn)上出現(xiàn)了較大幅度的波動(dòng)，這與其表面鍍銅層受力時(shí)發(fā)生不連續(xù)斷裂有關(guān)；而且與原絲強(qiáng)度相比，強(qiáng)度并沒(méi)有提高，說(shuō)明碳纖維與銅之間仍然是機(jī)械結(jié)合。
　　第二，分別對(duì)2 V，3 V，4 V，5 V，30 min條件下制備的

4、鍍銅碳纖維采用熱壓燒結(jié)法制備了Cf/Cu復(fù)合材料，對(duì)應(yīng)的碳纖維體積分?jǐn)?shù)分別為46 vol％（試樣1），31 vol%（試樣2），20 vol%（試樣3）和18 vol%（試樣4），再用Cu粉和未經(jīng)包覆的碳纖維直接混合再燒結(jié)制備Cf/Cu復(fù)合材料（試樣5）。通過(guò)對(duì)以上五個(gè)試樣在組織均勻性、硬度、致密度和力學(xué)性能上比較，結(jié)果表明，隨著碳纖維含量的增加，復(fù)合材料的硬度先增大后減?。徊⑶?，試樣1、2、3、4的性能均優(yōu)于試樣5。
　　第三，