铜基复合材料

摘要： 为了提高铜基复合材料的综合性能,采用机械合金化法制备混合碳化钛的过饱和铜钛合金粉,压制后烧结成型,制备以Ti作为耦合剂的TiC增强Cu基复合材料并进行时效处理。通过组织观察、性能测试等手段,分析时效处理对复合材料组织和性能的影响。结果发现:TiC含量越高,复合材料的硬度越高,但电导率和耐腐蚀性却有所下降;同时复合材料表面的增强相越分散,气孔增加,但总体分布较均匀,且与基体结合较好。在时效处理后,耦合剂Ti与基体Cu析出的第二相Cu_(4)Ti会影响材料的组织与性能,表现为复合材料表面气孔减少,硬度、电导率、致密度和耐腐蚀性比时效处理前均有所提高。

摘要： 增强相与铜基体润湿性差导致机械性能低,成为限制铜基复合材料应用的技术瓶颈。为了解决上述问题,本文提出了一种金刚石增强铜基复合材料的制备策略。首先,利用钛和金刚石(D)反应将金刚石引入Cu熔体中,成功制备出Cu-Ti-Si-D复合材料,对其进行了微观结构分析,并探究了复合材料的性能,发现由于Si的存在,严重影响了复合材料的导电率。为了减轻Si的影响,在Cu-Ti-Si-D的基础上制备了Cu-Ni-Ti-Si-D复合材料。研究发现,Ni可以同时和Si以及Ti_(5)Si_(3)反应生成Ni-Ti-Si相,在金刚石@TiC核壳颗粒及Ni-Ti-Si相协同作用下,提高了复合材料的硬度和导电率。

摘要： 铜材料在现代工业中占据着重要地位,但由于强度,耐磨性和高温稳定性等较差严重限制了其应用。因此通过粉末冶金技术将合适的增强体引入到铜基体中制备出综合性能优异的铜材料成为了该研究领域的热点,并开始将多组元,多尺度协同增强的设计思路引入铜基材料中,进而获得综合性能更加优异的铜基复合材料来满足更多应用领域的要求。本文综述了常见协同增强铜基复合材料的增强相,增强相的引入方法,协同增强效果评价和机制讨论等方面的研究进展,并展望了协同增强铜基复合材料的发展方向及需要解决的问题。

摘要： 铜基复合材料以其优异的电学、耐磨和力学等性能受到了许多学者的重视。近年来,陶瓷颗粒、碳纳米相等因其结构特性和物理性能、力学性能的优异性,已成为铜基复合材料常用的增强相之一。概述了不同增强相(Al_(2)O_(3)、CNTs、MAX)增强铜基复合材料的制备方法和综合性能方面的研究进展;阐述了增强相在铜基体中的分散性以及增强相与基体之间的界面结合对铜基复合材料综合性能的影响及强化机制,旨在阐明通过增强相的结构设计实现综合性能良好的铜基复合材料的设计思路。

摘要： 采用化学镀工艺分别在碳纤维表面施加Cu层、Ni层或Cu+Ni镀层,对不同镀层碳纤维进行900°C热处理,使用真空热压烧结方法制备不同镀层碳纤维增强铜基复合材料。通过光学显微镜、扫描电子显微镜、能谱分析仪和X射线衍射仪对复合材料组织形貌、界面元素分布和物相进行分析,并对复合材料的物理及力学性能进行测试。结果表明,经过900°C高温处理,镀Cu层对碳纤维结构无影响,镀Ni层会造成碳纤维结构向石墨结构发生转变,在碳纤维表面Cu+Ni镀层可以有效地降低碳纤维发生结构转变。Cu+Ni镀层碳纤维增强的铜基复合材料较Cu镀层碳纤维及Ni镀层碳纤维增强的铜基复合材料具有更高的显微硬度和压缩强度,但导电性略低于镀Cu碳纤维增强的铜基复合材料。

摘要： 针对粉末冶金法制备的短碳纤维增强铜复合材料(C_(Sf)/Cu),采用有限元方法建立细观力学模型,研究材料的拉伸损伤演化和断裂力学行为,并分析弱界面对复合材料拉伸性能的影响。结果表明,C_(Sf)/Cu复合材料的拉伸过程可分为弹性阶段、塑性硬化阶段、起始损伤阶段和损伤演化阶段。纤维端部的应力集中造成端部界面脱黏、轴向界面的损伤演化以及纤维桥联,基体损伤及其伴随的界面损伤造成基体破坏是材料断裂的主要机制。碳纤维长度大于60μm时,纤维的轴向应力分布呈现“w”形,纤维有较强的承载能力;纤维长度为20μm时,纤维几乎没有承载能力。纤维承受载荷越高,越容易造成界面破坏,随纤维长度从20μm增加到140μm,Csf/Cu复合材料的抗拉强度从146 MPa下降到102 MPa。

摘要： 目的:探究不同石墨烯含量条件下,铜基复合材料的导热性能。方法:分别选择0.45%、0.95%、1.85%和2.55%,共四种石墨烯含量比例,制备铜基复合材料,对不同含量下的复合材料表面形貌结构、比热值和热导率进行探究。结果:四组不同石墨烯含量条件下,第一组复合材料表面形貌中孔隙最少,比热值最高,热导率最高;第四组复合材料表面形貌中孔隙最多,比热值最低,热导率最低。结论:石墨烯含量越高,铜基复合材料表面形成孔隙数量越多,比热值越低,热导率越低。

摘要： 研究Al_(2)O_(3)晶须和石墨烯纳米片共增强铜基复合材料的力学性能和显微结构。采用机械合金化、真空热压烧结和热等静压工艺制备不同石墨烯含量的铜基复合材料。含0.5%石墨烯(质量分数)的铜基复合材料(GNP-0.5)具有良好的Cu/C和Cu/Al_(2)O_(3)界面结合性能;复合材料的硬度和抗压强度随石墨烯含量的增加呈现先增加到一个临界值后减小的趋势。研究结果表明,石墨烯和Al_(2)O_(3)晶须在铜基复合材料中最主要的强化机制是能量耗散和载荷传递以及石墨烯导致的晶粒细化。石墨烯与Al_(2)O_(3)晶须的双相混杂增强效应在于:当Al_(2)O_(3)/Cu界面存在微裂纹并沿着界面扩展时,嵌于铜基复合材料中的石墨烯会阻碍裂纹扩展路径,从而强化Al_(2)O_(3)晶须在铜基复合材料中的增强作用。

摘要： 我国高速列车的不断提速,对制动盘材料的性能提出了更高的要求。铜基复合制动盘材料由于具有高比刚度、高比强度、优良的高温性能,以及良好的摩擦磨损性能等优点,被认为是最有应用前景的制动盘材料。在介绍高速列车制动盘材料发展的基础上,进一步论述了铜基复合制动盘材料的构成组元、制备方法及发展历程;阐述了铜基复合制动盘材料摩擦磨损性能的研究现状;最后展望了铜基复合制动盘材料的发展趋势,为高性能铜基复合制动盘材料的研制提供参考。

摘要： 光催化是一种理想的环境污染治理技术,近年来随着环境污染程度日趋严峻,新型光催化技术的研发受到越来越多的关注。在众多光催化材料中,可回收型光催化材料,因其可回收利用、无二次污染等特点而备受青睐。本文分别以黄铜网和紫铜网为基材,通过450°C下的热处理工艺,原位制备铜基复合结构。实验结果表明,450°C下煅烧2 h后,紫铜网表面由纳米片和垂直生长的纳米线构成,为Cu/Cu_(2)O/CuO三相复合结构,具有良好的光催化性能,氙灯照射11 h后,光催化降解率可以达到66.8%。

摘要： 高强高导铜合金(复合材料)主要包括沉淀强化铜合金和弥散强化铜基复合材料.以Cu-Cr合金为代表的沉淀强化铜合金,因位错切割与Cu基体有共格关系的强化粒子(Cr颗粒)而具有高的强度,但其抗高温软化能力差.以Cu-Al203合金为代表的弥散强化铜基复合材料,因Al203粒子热力学稳定性高而具有优良的抗高温软化能力,但Al203粒子的Orowan强化机制(位错绕过强化粒子)的强化效果不如位错切割粒子带来的强化效果好.因此，兼有沉淀强化铜合金的高强度和弥散强化铜合金的优良抗高温软化能力是高强高导铜合金的发展方向展方向。Y2O3等稀土氧化物一直被认为是铜基复合材料最为合适的弥散强化相。

摘要： 随着电工电子行业的飞速发展，导电材料在具备较好的导电性能外，往往还要求其具有较高的力学性能。在氧气气氛中、不同温度下对超顺排碳纳米管(SACNTs)进行了热处理.利用拉曼光谱研究了不同热处理温度对碳纳米管表面状态的影响.结果表明,300°C下热处理的SACNTs在被适当氧化的同时保持了形态的完整性.采用电镀法制备了SACNT增强铜基复合材料并对其导电性能和力学性能进行了测试.采用300°C热处理后的碳纳米管制备的铜基复合材料具有最高的抗拉强度.断口形貌分析表明这是碳纳米管与基体界面结合强度提高的结果.

摘要： 以不同物理性能和体积分数的Al2O3、MgO、SiO2的氧化物颗粒为增强相,采用粉末冶金法制备了纳米氧化物弥散强化铜基复合材料,研究了不同氧化物颗粒体积分数的铜基复合材料的组织与性能变化,探索了不同氧化物颗粒对铜基复合材料的增强效果和强化机理.结果表明,随着氧化物颗粒体积分数的增加,铜基复合材料的硬度先升高后降低.当颗粒体积分数为2.5％时,复合材料的硬度均达到最大值,其中2.5Al2O3/Cu复合材料和2.5MgO/Cu复合材料的硬度HB分别为94.4和93.9.在相同的体积分数下,具有相近物理性能的氧化物颗粒增强铜基复合材料的性能也相近,Al2O3和MgO粉体颗粒的物理性质相近,而Al2O3/Cu和MgO/Cu复合材料的性能也相近,其硬度均高于SiO2/Cu复合材料.微观组织观察表明,粉末冶金法制备的颗粒增强铜基复合材料的强化机制主要以位错强化和颗粒的复合强化为主,铜基中弥散分布的纳米级氧化物颗粒的钉扎和热挤压过程中产生的位错等共同作用提高了复合材料力学性能.

摘要： 利用球磨技术制备片状铜粉,通过超声-搅拌技术制备出石墨烯-铜基复合粉体.采用放电等离子烧结技术制备石墨烯-铜基复合材料,测试了复合材料的导电率、硬度、拉伸强度,利用X射线衍射、扫描电镜等分析该复合材料的结构、性能及机理.结果表明石墨烯的加入对石墨烯-铜基复合材料的电导率影响较大,但使其硬度、拉伸强度提高.

摘要： 利用石墨烯优异的导电导热性能、高比表面积、高强度、高弹性模量等综合性能,以及铜基体良好的成型性能,有望开发出各项性能都得到显著改善的石墨烯弥散强化铜基复合材料.本文综述了石墨烯弥散强化铜基复合材料的研究现状,以及石墨复合材料领域亟待解决的重点难点问题.

摘要： 采用铝热反应—自蔓延烧结法制备了钼质量百分数分别为5％、10％、20％的Mo增强铜基复合材料.采用X射线衍射仪、扫描电镜和金相显微镜分析了复合材料的物相及微观组织形貌,并研究了钼添加量对复合材料力学性能、导电性能、热膨胀系数的影响.结果表明:该工艺制得的复合材料基体晶粒尺寸均达到纳米级,致密度均达到90％以上,硬度较纯铜提高40％以上,导电性能良好(72％IACS以上).随着钼质量分数的增加,复合材料的硬度增加,致密度、电导率及热膨胀系数下降.当钼质量分数为20％时,复合材料的致密度为91.88％,电导率为72％IACS,硬度是纯铜的2倍,热膨胀系数较纯铜降低了13％,综合性能最佳.复合材料硬化的主要机理为强化相钼和铜基体弹性模量差别引起的模量硬化.

摘要： 本文介绍了真空烧结法，放电等离子烧结法，电镀法制备层状CNTs/Cu复合材料，采用高能球磨法制备了CNT-Cu复合粉末，CNTs没有镀镍的情况下，随着其含量的增加，粉末中CNTs团簇的数量增多，面积增大。CNTs镀Ni后，复合粉末表面呈现出分布较为均匀的被铜包覆的CNTs团簇区。采用真空烧结法结合冷轧工艺制备了CNTs/Cu复合材料，850°C烧结及冷轧后，成分为Cu-lwt.%CNT(Ni)的复合材料的相对密度达到了92.4%，显微硬度达到了1100Mpa;复合材料的显微组织由Cu基体和CNTs的富集区所组成；成分为Cu-lwt.%CNT(Ni)的复合材料的界面结合紧密、干净。当CNTs位于界面处时，起到了阻碍位错运动的作用，其周围Cu基体中位错密度较高。当CNTs位于晶内时，由于位错被亚晶界处的小角度晶界或扭转晶界所捕获，其周围Cu基体中的位错密度较低。

摘要： 采用原位自蔓延-近熔点铸造技术制备TiC/Cu基复合材料,研究不同TiCp含量对TiCp/Cu基复合材料微观组织和耐磨性能的影响.结果表明,随着TiCp含量从0.5％增至1.3％,微观组织由柱状晶先转变蔷薇状组织进而向近似等轴晶方向转变,磨损量先减少后增加.当TiCp含量为1.0％时,TiC/Cu基复合材料的磨损量最少,但当TiCp含量增至1.3％时,偏聚的颗粒脱落,加剧了磨损,降低了TiC/Cu基复合材料的耐磨性.

摘要： 采用原位自蔓延-近熔点铸造技术制备TiC/Cu基复合材料,研究不同TiCp含量对TiCp/Cu基复合材料微观组织和耐磨性能的影响.结果表明,随着TiCp含量从0.5％增至1.3％,微观组织由柱状晶先转变蔷薇状组织进而向近似等轴晶方向转变,磨损量先减少后增加.当TiCp含量为1.0％时,TiC/Cu基复合材料的磨损量最少,但当TiCp含量增至1.3％时,偏聚的颗粒脱落,加剧了磨损,降低了TiC/Cu基复合材料的耐磨性.

摘要： 采用原位自蔓延-近熔点铸造技术制备TiC/Cu基复合材料,研究不同TiCp含量对TiCp/Cu基复合材料微观组织和耐磨性能的影响.结果表明,随着TiCp含量从0.5％增至1.3％,微观组织由柱状晶先转变蔷薇状组织进而向近似等轴晶方向转变,磨损量先减少后增加.当TiCp含量为1.0％时,TiC/Cu基复合材料的磨损量最少,但当TiCp含量增至1.3％时,偏聚的颗粒脱落,加剧了磨损,降低了TiC/Cu基复合材料的耐磨性.

摘要： 本申请提供一种加工铜基‑石墨烯复合材料的方法及铜基‑石墨烯复合材料。该方法包括：在无氧环境内，对铜基‑石墨烯叠层进行热压合处理，所述热压合处理的热压合制度为：压强为20Mpa～50Mpa，热压温度为500°C‑900°C，热压时间为5min～20min，铜基‑石墨烯叠层经过热压合处理后形成一体式结构的铜基‑石墨烯复合材料。经试验验证，由该方法加工而成的铜基‑石墨烯复合材料具有高导电率和优质的力学性能。

摘要： 本发明公开了一种铜基纳米石墨复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1、原料，骨料铜基为纯铜粉，粉料为纳米石墨粉；S2、雾化，将骨料通过电动力学雾化，其冷却速率达105‑106K/s，其平均粒度为0.1‑5μm；S3、脱脂，将雾化后的骨料和纳米石墨粉分别放入碱洗溶液中进行超声波作用脱脂，碱洗溶液温度通常为65‑75°C，浸泡5‑10min；S4、混料，将S2个S3处理后的骨料与粉料按照重量比为20:80‑25:75混合，并加入液态介质混合均匀；S7、一次烧结，将混合后的材料在通氩气防止其氧化的前提下进行烧结，温度为800‑950°C、烧结保温加压时间为10‑15min、烧结压强为50‑80MPa；S8、再次烧结，采用放电等离子烧结工艺得到的铜基纳米石墨复合材料。本发明还公开了通过上述方法制备的复合材料。

摘要： 本申请提供一种加工铜基‑石墨烯复合材料的方法及铜基‑石墨烯复合材料。该方法包括：在无氧环境内，对铜基‑石墨烯叠层进行热压合处理，所述热压合处理的热压合制度为：压强为20Mpa～50Mpa，热压温度为500°C‑900°C，热压时间为5min～20min，铜基‑石墨烯叠层经过热压合处理后形成一体式结构的铜基‑石墨烯复合材料。经试验验证，由该方法加工而成的铜基‑石墨烯复合材料具有高导电率和优质的力学性能。

摘要： 本发明涉及铜基非晶合金与镁合金的复合材料领域，公开了一种铜基非晶合金‑镁合金复合材料和钝化铜基非晶合金‑镁合金复合材料及制备方法。方法包括：(1)在真空或氩气气氛下，将至少一块铜基非晶合金以及至少一块镁合金放置在一起，从常温开始以升温速率10～50°C/min加热到热压温度；(2)在所述热压温度下，对所述铜基非晶合金与所述镁合金进行加压，使所述铜基非晶合金与所述镁合金的应变速率为0.1％/s～1％/s；加压时间为50～500s；(3)在步骤(2)所述加压结束时达到的压力下进行保压100～500s，再冷却得到铜基非晶合金‑镁合金复合材料。该方法简单易行，得到的复合材料结合强度大。

摘要： 一种石墨‑铜复合材料，该石墨‑铜复合材料包含平均厚度为15μm以下的铜层和藉由上述铜层而层积的鳞片状石墨颗粒，铜的体积分数为3％～20％，该石墨‑铜复合材料的特征在于，具备下述(A)或(B)。(A)上述铜层含有平均粒径为2.8μm以下的铜晶粒，Al的质量分数小于0.02％，Si的质量分数小于0.04％。(B)上述铜层与上述鳞片状石墨颗粒的界面的间隙为150nm以下。

摘要： 本发明公开了一种铜基纳米石墨复合材料的制备方法，包括如下步骤：S1、原料，骨料铜基为纯铜粉，粉料为纳米石墨粉；S2、雾化，将骨料通过电动力学雾化，其冷却速率达105‑106K/s，其平均粒度为0.1‑5μm；S3、脱脂，将雾化后的骨料和纳米石墨粉分别放入碱洗溶液中进行超声波作用脱脂，碱洗溶液温度通常为65‑75°C，浸泡5‑10min；S4、混料，将S2个S3处理后的骨料与粉料按照重量比为20:80‑25:75混合，并加入液态介质混合均匀；S7、一次烧结，将混合后的材料在通氩气防止其氧化的前提下进行烧结，温度为800‑950°C、烧结保温加压时间为10‑15min、烧结压强为50‑80MPa；S8、再次烧结，采用放电等离子烧结工艺得到的铜基纳米石墨复合材料。本发明还公开了通过上述方法制备的复合材料。

摘要： 本发明涉及一种铜基复合材料的塑性成形方法及铜基复合材料板带材的生产方法，属于金属制品的塑性加工领域。该铜基复合材料的塑性成形方法包括以下步骤：将圆棒形铜基复合材料在温度为900‑1000°C下先挤压成方棒料，然后将方棒料轧制或锻造成板带材。将圆棒形铜基复合材料直接进行塑性成形(锻造或轧制)时，材料受力由点变化到面，容易发生受力不均的现象，由此导致材料内部应力场和应变场分布不均匀，容易出现裂纹。本发明提供的铜基复合材料的塑性成形方法，将圆棒形铜基复合材料挤压成方棒料，方棒料在塑性变形时材料内部的应力场和应变场分布相对均匀，制品不易开裂，可有效解决圆棒形铜基复合材料难以进行塑性变形的问题。

摘要： 本发明涉及一种铜基复合材料的塑性成形方法及铜基复合材料板带材的生产方法，属于金属制品的塑性加工领域。该铜基复合材料的塑性成形方法包括以下步骤：将圆棒形铜基复合材料在温度为900‑1000°C下先挤压成方棒料，然后将方棒料轧制或锻造成板带材。将圆棒形铜基复合材料直接进行塑性成形(锻造或轧制)时，材料受力由点变化到面，容易发生受力不均的现象，由此导致材料内部应力场和应变场分布不均匀，容易出现裂纹。本发明提供的铜基复合材料的塑性成形方法，将圆棒形铜基复合材料挤压成方棒料，方棒料在塑性变形时材料内部的应力场和应变场分布相对均匀，制品不易开裂，可有效解决圆棒形铜基复合材料难以进行塑性变形的问题。

摘要： 本发明公开了一种铜基复合材料的制备方法，依次包括：步骤一、称取原料将所述原料进行球磨，混合时间为3小时，得到球磨后的混合粉末；步骤二、将所述步骤一制备的混合粉末在500Mpa的压力下压制；得到坯料；步骤三、将所述步骤二制备的坯料进行二期烧结，得到本发明所述的铜基复合材料。本发明方法采用特定的配方和工艺，制备得到的铜基复合材料不仅具有优越的力学性能和耐磨损性能，而且具有优良的导电性和导热率。

摘要： 本发明提供一种界面控制钨丝束增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于：包括如下步骤：(1)在钨丝表面电镀铜；(2)将一定数量镀铜后的钨丝绑成束；(3)利用毛细作用将铜熔渗到步骤(2)中制备好的钨丝束中；其中，熔渗开始时铜以基体为块体或粉体的状态并置于熔渗装置的底部，钨丝束竖立于熔渗装置中并仅钨丝束的底部与铜接触。本发明制备的界面控制钨丝束增强铜基复合材料具有如下优点：(1)复合材料具有穿甲“自锐化”特性。(2)钨丝与钨丝之间没有直接接触。(3)在界面改性后，复合材料在强度变化不大的前提下，塑性有明显提高。