基体碳种类对C/Cu复合材料界面浸润行为的影响

摘要

采用真空反应浸渗法,分别以碳纤维/树脂碳(C/C)、碳纤维(C_(f))、高纯石墨(Graphite)以及玻璃碳(GC)为基体碳制备了C/Cu复合材料。利用OM、XRD、SEM、EDX等检测分析方法研究了不同的基体碳种类对C/Cu复合材料浸润行为以及界面层组织形貌的影响。结果表明:C_(f)和C/C与Cu-Ti合金基体润湿性较好,接触角分别为56.26°和40.12°,而Graphite和GC与Cu-Ti合金基体不润湿,接触角均大于90°。Cu-Ti合金与C_(f)、C/C良好的润湿性源于熔渗过程中C原子在TixCuy相中反应扩散所生成的TiC界面层能够较好地与C相和Cu润湿,从而有效改善了C/Cu界面润湿性和界面结合状态,其中,基体碳为C_(f)时所生成的TiC界面层厚度最大,且致密均匀。综合考虑基体碳与Cu-Ti合金的润湿行为及界面层组织,4种碳基体制备碳铜复合材料时的优劣顺序为C_(f)、C/C、Graphite、GC。