納米碳-銅復(fù)合粉末合成及其成型工藝研究.pdf

1、碳納米管增強(qiáng)銅基復(fù)合材料以其良好的導(dǎo)電性、導(dǎo)熱性及低的熱膨脹系數(shù)而受到材料工作者的極大關(guān)注。盡管從目前來(lái)看其研究已取得了一些進(jìn)展，但總的來(lái)說(shuō)綜合性能與人們的預(yù)期相距較遠(yuǎn)，現(xiàn)有的技術(shù)路線還無(wú)法滿足人們對(duì)低成本、規(guī)?；苽鋬?yōu)異綜合性能的碳納米管增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的期待。針對(duì)以上問(wèn)題，本論文首先利用微波法和噴霧干燥法合成了納米碳/銅復(fù)合粉末，然后以得到的復(fù)合粉末為原料通過(guò)熱壓燒結(jié)成形制備了納米碳增強(qiáng)銅基復(fù)合材料。本文還初步探索了銅基復(fù)合材料的注

2、射成型所用碳納米管改性粘結(jié)劑，為規(guī)?；a(chǎn)Cu/CNTs提供參考依據(jù)。
　　 (1)通過(guò)添加氧化石墨烯(graphene oxide簡(jiǎn)稱(chēng)GO)促進(jìn)碳納米管在水溶液中均勻分散，并采用微波加熱的方式，成功制備碳納米管穿插嵌入的Cu2O-CNTs-GO復(fù)合球。并考察了攪拌速度、微波功率和還原溫度對(duì)氧化亞銅顆粒的結(jié)構(gòu)和微觀形貌的影響。研究表明:選用300r/min的攪拌速度和525W的微波功率最終能得到粒徑分布均勻的Cu2O-CNTs-

3、GO復(fù)合球;采用350℃的還原溫度，在充分還原的同時(shí)又能保持粉末較好的球形度。
　　 (2)在85℃磁力攪拌下，一定量的碳納米管、氧化石墨烯、硝酸銅和檸檬酸溶解于200ml去離子水中。持續(xù)攪拌此混合溶液4h后，獲得均勻一致的溶膠。保持進(jìn)風(fēng)溫度和出風(fēng)溫度分別在200℃和120℃的條件下，此溶膠在噴霧干燥機(jī)中干燥后得到前驅(qū)體粉末。最后，將此粉末在氣氛爐中經(jīng)煅燒、還原后即可制得顆粒細(xì)小的Cu-CNTs-GO復(fù)合粉末。
　　 (

4、3)將上述方法制得的復(fù)合粉末熱壓燒結(jié)成形，結(jié)果表明:納米碳的加入提高了材料的耐磨性、降低了材料熱膨脹系數(shù)。同時(shí)，微波法合成的復(fù)合球熱壓后得到Cu-CNTs-rGO(rGO指已還原的氧化石墨烯)復(fù)合材料，由于碳納米管和石墨烯的協(xié)同增強(qiáng)作用，及良好的分散，獲得了熱導(dǎo)率為190.85 Wm-1K-1，熱膨脹系數(shù)為12.99×10-6/k的結(jié)果。
　　 (4)通過(guò)熔融共混將功能化的碳納米管引入到蠟基粘結(jié)劑中，得到碳納米管改性的復(fù)合粘結(jié)劑