取向碳納米管增強銅基復合材料的制備及性能研究.pdf

1、銅及其合金具有優(yōu)良的導熱和導電性能，而且價格適中，在各個行業(yè)中有廣泛的用途。但是銅的強度較低，限制了其應用發(fā)展。碳納米管具有獨特的管狀一維結(jié)構(gòu)、高的強度、極低的熱膨脹的系數(shù)以及沿軸向優(yōu)越的導電導熱性能，逐漸成為增強增韌的理想材料。
　　本課題通過在不同磁場強度下混粉得到碳納米管增強銅基復合材料的坯體，使化學鍍后碳納米管在銅基體中具有特定的取向，然后采用不同的熱壓燒結(jié)工藝制備CNTs/Cu復合材料的塊體樣品，對制備的樣品進行力學性能

2、、導電和導熱性能的分析檢測，得到優(yōu)化的燒結(jié)工藝和磁場參數(shù)。利用金相顯微鏡、X射線衍射儀、場發(fā)射掃描電鏡和透射電鏡，分析CNTs/Cu復合材料的微觀組織結(jié)構(gòu)。同時利用ImageJ2x軟件分析CNTs/Cu復合材料中CNTs的取向，并研究CNTs的取向?qū)秃喜牧系母黜椥阅苡绊憽?br>　　試驗結(jié)果表明：CNTs/Cu復合材料的熱壓燒結(jié)工藝為燒結(jié)壓力40MPa，燒結(jié)溫度為650oC，保溫時間為20min，CNTs的含量為0.5wt.％，可以得

3、到性能較好的CNTs/Cu復合材料，其致密度達99%以上，拉伸強度為234MPa，導電率達93%IACS。在磁場強度為1.5T時，CNTs/Cu復合材料中CNTs取向性最佳。相比于法向樣品，徑向樣品具有更高的抗拉強度、熱膨脹系數(shù)。在1.5T時徑向樣品的拉伸強度達262MPa，熱膨脹系數(shù)為9.12×10-6K-1，遠優(yōu)于相同磁場條件下的法向樣品。而法向樣品的導電和導熱性能優(yōu)于徑向樣品。在1.5T時法向樣品的導電率達91%IACS，明顯優(yōu)于