表面改性碳纖維增強銅基復合材料的制備與表征.pdf

1、近年來，碳纖維增強銅基復合材料（Cf/Cu復合材料）因其具有好的導電、導熱性和減摩、耐磨性以及低的熱膨脹系數，成為了碳纖維增強金屬基復合材料中十分重要的一類。但是，碳纖維與銅基體的潤濕性差，結合力弱，大大影響了碳纖維增強銅基復合材料性能的發(fā)揮。因此改善碳纖維與銅基體之間的結合，制備性能更加優(yōu)異的Cf/Cu復合材料并對其在力學性能和摩擦學性能等方面進行研究也成為了Cf/Cu復合材料的重要工作。
　　由于碳纖維與銅粉在混料過程中很容易

2、發(fā)生團聚，影響了復合材料的性能,提高碳纖維在基體中的均勻分散程度在研究碳纖維增強銅基復合材料中具有重要意義。為了制備能夠在Cu基體中分散均勻的大體積分數的Cf/Cu復合材料，本文首先采用了電化學法在短碳纖維表面進行了鍍銅處理，再對碳纖維原絲和鍍銅碳纖維進行單絲拉伸和原位拉伸試驗，考察碳纖維與Cu的結合強度及觀察其斷裂過程，并制備添加了不同體積分數碳纖維的Cf/Cu復合材料，研究碳纖維的添加量對復合材料硬度的影響，并與純銅在力學性能和摩擦

3、學性能上比較二者的差異。得到以下結論：
　　第一，采用電化學法，用平行銅片做陰極代替長碳纖維束，得到鍍層均勻光潔的鍍銅短碳纖維，對碳纖維原絲和鍍銅碳纖維進行單絲拉伸試驗測定其強度，結果表明，鍍銅碳纖維拉伸載荷-位移曲線上出現(xiàn)了較大幅度的波動，這與其表面鍍銅層受力時發(fā)生不連續(xù)斷裂有關；而且與原絲強度相比，強度并沒有提高，說明碳纖維與銅之間仍然是機械結合。
　　第二，分別對2 V，3 V，4 V，5 V，30 min條件下制備的

4、鍍銅碳纖維采用熱壓燒結法制備了Cf/Cu復合材料，對應的碳纖維體積分數分別為46 vol％（試樣1），31 vol%（試樣2），20 vol%（試樣3）和18 vol%（試樣4），再用Cu粉和未經包覆的碳纖維直接混合再燒結制備Cf/Cu復合材料（試樣5）。通過對以上五個試樣在組織均勻性、硬度、致密度和力學性能上比較，結果表明，隨著碳纖維含量的增加，復合材料的硬度先增大后減??；并且，試樣1、2、3、4的性能均優(yōu)于試樣5。
　　第三，