SPS制備石墨-銅導電材料燒結(jié)機理及微觀界面特征的研究.pdf

1、隨著現(xiàn)代科技的飛速發(fā)展，人類的生活逐步進入到了電子化、信息化和智能化。這些顯而易見的變化都離不開材料的發(fā)展進步。在這個時代大背景下，尤其是石墨銅導電材料表現(xiàn)出巨大的應用潛力。放電等離子燒結(jié)技術(shù)(SPS)作為一項先進的材料制備技術(shù)，在新材料的研發(fā)和制備方面具有很大的優(yōu)勢，但是SPS燒結(jié)機理現(xiàn)在還沒有完全搞清楚。因此本文研究的主要目的是通過利用SPS技術(shù)制備石墨銅基復合材料來研究該技術(shù)制備的材料的綜合性能及其致密化機理。
　　本文通過

2、機械合金化法(MA)制備了石墨銅復合粉末;電鍍法制備了碳纖維銅復合絲;最后用SPS燒結(jié)技術(shù)制備了短碳纖維增強銅基復合材料。觀察和了解了復合材料的微觀界面結(jié)構(gòu);討論了SPS燒結(jié)致密化過程和機理;分析了鍍銅碳纖維含量以及燒結(jié)溫度對復合材料物理性能、力學性能和摩擦磨損性能的影響。
　　結(jié)果表明:石墨和銅之間界面模糊，沒有氣孔或縫隙，結(jié)合非常緊密，石墨的存在分割了銅基體，抑制了銅晶粒的長大;碳纖維和銅之間的結(jié)合是弱結(jié)合，界面區(qū)存在一個大約

3、40nm厚的互擴散層。在本文研究中，SPS致密化過程包括三個階段:一、顆粒重排階段，此階段起主要作用的是所施加的壓力，在壓力作用下坯體內(nèi)部氣體排出引起致密化;二、放電燒結(jié)階段，這個階段其主要作用的是放電熱，由于坯體內(nèi)部多點放電產(chǎn)生局部高溫，并且在壓力的作用下形成一個個燒結(jié)球;三、最終致密化階段，該階段其主要作用的是焦耳熱，此時放電結(jié)束，坯體內(nèi)部的燒結(jié)球在焦耳熱的作用下燒結(jié)在一起達到最終致密化。在800℃時，由于溫度過高，氣孔膨脹，出現(xiàn)了