粉末冶金法制備短C-,f--Cu復(fù)合材料工藝研究.pdf

1、碳纖維/銅復(fù)合材料不僅具有銅的良好導(dǎo)電導(dǎo)熱性能，而且具有碳纖維的低熱膨脹系數(shù)和良好的潤滑性，在導(dǎo)電耐磨方面有著巨大的開發(fā)潛力和應(yīng)用前景。粉末冶金法由于具有成型好，零件設(shè)計(jì)靈活，易批量生產(chǎn)等優(yōu)點(diǎn)，備受人們的關(guān)注。文獻(xiàn)中關(guān)于粉末冶金法制備短碳纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料制備工藝存在碳纖維在銅基體中團(tuán)聚等問題，鑒于此，本文對碳纖維/銅復(fù)合材料的制備工藝做進(jìn)一步研究。 本文首先提出了碳纖維表面粗化新工藝，采用熱處理和20％硝酸溶液對碳纖維進(jìn)行預(yù)

2、處理，采用超聲波振蕩技術(shù)對纖維束進(jìn)行分散處理，分別研究了預(yù)處理和絡(luò)合劑對纖維鍍銅質(zhì)量的影響，通過正交實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)研究了鍍液配方對鍍層質(zhì)量的影響。利用SEM分析了碳纖維的表面形貌和鍍層形貌。結(jié)果表明：碳纖維在空氣介質(zhì)200℃灼燒40min并用20％硝酸溶液處理后，纖維表面變得粗糙，纖維在鍍液中的分散性明顯改善；經(jīng)過粗化處理和分散處理的碳纖維，在以乙二胺四乙酸二鈉為絡(luò)合劑，以硫酸銅16g/L、甲醛14ml/L、氫氧化鈉15g/L、乙二胺四乙酸二

3、鈉30 g/L、雙聯(lián)吡啶6mg/L、亞鐵氰化鉀20mg/L組成的鍍液中施鍍后，纖維束內(nèi)每根碳纖維表面均勻包覆了均勻致密的銅層，銅層厚度大于1.5μm，纖維束內(nèi)沒有發(fā)現(xiàn)“黑心”現(xiàn)象。 以2mm左右化學(xué)鍍銅碳纖維和200目銅粉為原料，200 MPa冷模壓制坯，在850℃氮?dú)獗Ｗo(hù)下燒結(jié)2小時(shí)制備了纖維體積含量分別為5％、10％、15％、20％、25％的Csf/Cu復(fù)合材料。在本研究的工藝范圍之內(nèi)，通過對Csf/Cu復(fù)合材料的致密化、電