單向連續(xù)碳纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料制備工藝及性能的研究.pdf

1、本文選用連續(xù)碳纖維作為增強(qiáng)相，純銅為基體，分別以基體合金化和碳纖維表面涂覆金屬兩種方法改善碳纖維與銅基體的潤(rùn)濕性，采用液相浸滲的成型方法，試圖獲得力學(xué)性能與電學(xué)性能兼顧的，綜合性能優(yōu)良的碳纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料。通過(guò)掃描電鏡、X射線衍射、力學(xué)及電學(xué)性能測(cè)試等手段對(duì)所制復(fù)合材料組織和性能進(jìn)行研究，并探討其影響因素，主要結(jié)果有:
　　采用純銅粉和純鈦粉預(yù)先進(jìn)行機(jī)械球磨混粉，在1200℃，真空度4×10-1Pa的條件下，使合金液液相浸滲碳

2、纖維2h的工藝，無(wú)法制備出符合實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)要求的碳纖維增強(qiáng)銅基復(fù)合材料。當(dāng)加入Ti粉的質(zhì)量分?jǐn)?shù)達(dá)到10％時(shí)，在碳銅界面處有少量的TiC生成，但碳纖維和銅基體復(fù)合狀況普遍較差。所制得的復(fù)合材料，其導(dǎo)電率最高僅為65％IACS，室溫抗拉強(qiáng)度最高僅為50.5MPa。
　　碳纖維束經(jīng)熱空氣氧化除膠后，變得較為蓬松，其力學(xué)性能有所降低。經(jīng)過(guò)400℃，1h熱空氣氧化處理后的碳纖維，其上所鍍Cr膜與纖維結(jié)合良好，無(wú)Cr膜脫落、剝離現(xiàn)象。
　　

3、碳纖維表面磁控濺射Cr膜的工藝參數(shù)為:濺射功率50W，濺射時(shí)間40min，壓強(qiáng)2.0Pa，氬氣流量為20sccm。經(jīng)此工藝可在碳纖維表面鍍得厚度約為400nm至500nmCr膜，鍍層表面光亮，無(wú)“黑心現(xiàn)象”，存在沿縱向分布溝槽。在碳纖維表面鍍Cr可有效改善碳纖維與銅基體的潤(rùn)濕性，在1200℃，真空度4×10-1Pa的條件下，銅液液相浸滲碳纖維2h后，所制得的復(fù)合材料，碳纖維與銅基體兩者界面平整清晰，其軸向?qū)щ娐蔬_(dá)到了83％IACS，硬度