納米碳（鎢）銅復(fù)合粉末的噴霧干燥法制備及其復(fù)合材料研究.pdf

1、高性能銅基復(fù)合材料不僅具備高導(dǎo)電高導(dǎo)熱性能，而且擁有較高硬度和強(qiáng)度，同時(shí)還具有良好的耐電腐蝕能力，因此被廣泛應(yīng)用于電工電子、軍工航天等各個(gè)工業(yè)部門。本文通過噴霧干燥-煅燒-還原的工藝制備了四類銅基復(fù)合粉體，對(duì)四類粉體制備了復(fù)合材料，通過對(duì)復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)、成分的表征和硬度、電導(dǎo)率，相對(duì)密度等性能的測(cè)試，探討了影響銅基復(fù)合材料的因素，得到了一系列制備高性能銅基復(fù)合材料的可靠參數(shù)。
　　1.以模壓成型（MP）、等離子體燒結(jié)（SPS）和

2、冷等靜壓成型（CIP）制備了高銅含量鎢銅復(fù)合材料（15WCu和20WCu）。性能測(cè)試結(jié)果表明，MP成型15WCu和20WCu復(fù)合材料燒結(jié)最佳溫度均在1130℃；SPS燒結(jié)中，15WCu和20WCu復(fù)合材料在700℃溫度下燒結(jié)時(shí)性能最好，最佳燒結(jié)時(shí)間分別是10min和15min；比較三種工藝，SPS燒結(jié)樣品性能與CIP樣品相當(dāng)，MP成型樣品性能次之。兩種鎢銅復(fù)合材料比較而言，15WCu樣性能將優(yōu)于20WCu樣。其原因是15WCu樣中銅含量

3、較高，形成銅網(wǎng)絡(luò)密度較大，導(dǎo)電率較高，而20WCu中鎢含量較高，燒結(jié)中發(fā)生聚沉，致使復(fù)合材料致密度和硬度下降。
　　2.以MP成型和CIP成型方法制備了CNTs/Cu復(fù)合材料。研究結(jié)果表明，隨著CNTs含量的增加，CNTs/Cu復(fù)合材料顯微硬度有了很大提高，而電導(dǎo)率和致密度均有所下降，但下降不大，在含量為0.5wt％時(shí)綜合性能最佳。比較兩種成型工藝對(duì)復(fù)合材料的性能的影響，結(jié)果顯示冷等靜壓成型優(yōu)于模壓工藝。對(duì)C N Ts含量為0.5

4、wt%的冷等靜壓復(fù)合材料進(jìn)行熱性能測(cè)試，結(jié)果顯示復(fù)合材料電導(dǎo)率在高達(dá)87.26%IACS的情況下，材料硬度和熱導(dǎo)率分別達(dá)到了105.24HV、407.84W/(m·K)。
　　3.利用MP和SPS兩種方法成功制備了RGO/Cu復(fù)合材料，采用SPS燒結(jié)制備了RGO/W/Cu復(fù)合材料。性能測(cè)試結(jié)果表明，RGO均勻分布于樹枝狀銅粉體之中，二者結(jié)合較好，而且在粉體XRD圖譜中檢測(cè)到了Cu2O相的存在，經(jīng)過分析和研究，該Cu2O為還原后的超

5、細(xì)銅粉被還原氧化石墨烯氧化得到的結(jié)果；比較兩種工藝制備RGO/Cu復(fù)合材料性能，結(jié)果顯示SPS燒結(jié)得到復(fù)合材料幾乎全致密且晶粒細(xì)小，工藝明顯優(yōu)于MP成型；就復(fù)合材料中RGO的含量而言，含量為3wt%RGO/Cu復(fù)合材料性能最優(yōu)，特別是SPS燒結(jié)3wt%RGO/Cu復(fù)合材料顯微硬度值高達(dá)164.45HV，比此工藝制備純銅樣品提高了32.36%，電導(dǎo)率達(dá)到87.51%IACS；RGO/W/Cu復(fù)合材料，含鎢量為1.0wt%的RGO/W/Cu