納米碳（鎢）銅復合粉末的噴霧干燥法制備及其復合材料研究.pdf

1、高性能銅基復合材料不僅具備高導電高導熱性能，而且擁有較高硬度和強度，同時還具有良好的耐電腐蝕能力，因此被廣泛應用于電工電子、軍工航天等各個工業(yè)部門。本文通過噴霧干燥-煅燒-還原的工藝制備了四類銅基復合粉體，對四類粉體制備了復合材料，通過對復合材料微觀結構、成分的表征和硬度、電導率，相對密度等性能的測試，探討了影響銅基復合材料的因素，得到了一系列制備高性能銅基復合材料的可靠參數(shù)。
　　1.以模壓成型（MP）、等離子體燒結（SPS）和

2、冷等靜壓成型（CIP）制備了高銅含量鎢銅復合材料（15WCu和20WCu）。性能測試結果表明，MP成型15WCu和20WCu復合材料燒結最佳溫度均在1130℃；SPS燒結中，15WCu和20WCu復合材料在700℃溫度下燒結時性能最好，最佳燒結時間分別是10min和15min；比較三種工藝，SPS燒結樣品性能與CIP樣品相當，MP成型樣品性能次之。兩種鎢銅復合材料比較而言，15WCu樣性能將優(yōu)于20WCu樣。其原因是15WCu樣中銅含量

3、較高，形成銅網(wǎng)絡密度較大，導電率較高，而20WCu中鎢含量較高，燒結中發(fā)生聚沉，致使復合材料致密度和硬度下降。
　　2.以MP成型和CIP成型方法制備了CNTs/Cu復合材料。研究結果表明，隨著CNTs含量的增加，CNTs/Cu復合材料顯微硬度有了很大提高，而電導率和致密度均有所下降，但下降不大，在含量為0.5wt％時綜合性能最佳。比較兩種成型工藝對復合材料的性能的影響，結果顯示冷等靜壓成型優(yōu)于模壓工藝。對C N Ts含量為0.5

4、wt%的冷等靜壓復合材料進行熱性能測試，結果顯示復合材料電導率在高達87.26%IACS的情況下，材料硬度和熱導率分別達到了105.24HV、407.84W/(m·K)。
　　3.利用MP和SPS兩種方法成功制備了RGO/Cu復合材料，采用SPS燒結制備了RGO/W/Cu復合材料。性能測試結果表明，RGO均勻分布于樹枝狀銅粉體之中，二者結合較好，而且在粉體XRD圖譜中檢測到了Cu2O相的存在，經過分析和研究，該Cu2O為還原后的超

5、細銅粉被還原氧化石墨烯氧化得到的結果；比較兩種工藝制備RGO/Cu復合材料性能，結果顯示SPS燒結得到復合材料幾乎全致密且晶粒細小，工藝明顯優(yōu)于MP成型；就復合材料中RGO的含量而言，含量為3wt%RGO/Cu復合材料性能最優(yōu)，特別是SPS燒結3wt%RGO/Cu復合材料顯微硬度值高達164.45HV，比此工藝制備純銅樣品提高了32.36%，電導率達到87.51%IACS；RGO/W/Cu復合材料，含鎢量為1.0wt%的RGO/W/Cu