短碳纤维/铜复合材料的制备及其组织和性能

摘要

以电解铜粉、酚醛树脂包覆短碳纤维为原料,通过球磨混合,冷压成型及加压烧结工艺制备碳纤维分散均匀、结构可调控、性能良好、工艺简单、成本低的短碳纤维/铜复合材料.对比分析球磨2 h、3 h、4 h后短碳纤维在基体中的形貌及结构变化、均匀分布程度,短碳纤维/铜复合材料的显微组织及其物理和力学性能的差异.结果表明:在树脂对短碳纤维的分散和保护作用下,碳纤维在铜基体中的分散均匀性得到较大提高,碳纤维/铜复合材料内部碳/铜界面结合良好且基体均较为致密;随着球磨时间的延长,碳纤维只发生形貌及长度的变化而不发生结构改变,长度分布的均一化程度逐渐提高,碳纤维平均长度由32.28μm逐渐减小至23.65μm;短碳纤维/铜复合材料的表观密度、电导率、抗弯强度先增加后减小,开孔率随球磨时间的增加先减小后增大,硬度无明显变化.球磨分散3 h制备的短碳纤维/铜复合材料的综合物理和力学性能良好,其表观密度、开孔率、电导率、抗弯强度、硬度分别为7.93 g/cm3、4.53％、38.73 MS/m、332.94 MPa、46.17 HV.