激光沉积制备石墨_Cu复合材料的性能研究

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1、分类号______________________________密级______________________________ＵＤＣ______________________________编号______________________________硕士学位论文激光沉积制备石墨/Cu复合材料的性能研究学位申请人：周颖学科专业：机械工程指导教师：赵龙志教授答辩日期：独创性声明本人郑重声明：所呈交的学位论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成果。尽我所知，除了文中特别加以标注和致谢的地方外，论文中不包含其他人已经发表和撰写的研究成果，也不包含为获得华东

2、交通大学或其他教育机构的学位或证书所使用过的材料。与我一同工作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的说明并表示了谢意。本人签名_______________日期____________关于论文使用授权的说明本人完全了解华东交通大学有关保留、使用学位论文的规定，即：学校有权保留送交论文的复印件，允许论文被查阅和借阅。学校可以公布论文的全部或部分内容，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。保密的论文在解密后遵守此规定，本论文无保密内容。本人签名____________导师签名__________日期___________摘要激光沉积制备石墨/Cu复合材料的性

3、能研究摘要随着社会日新月异的迅速发展，人们的生活节拍逐渐增速，致使人类对便捷交通工具的要求大有提高，高速列车成为人们当下首选的交通工具。受电弓滑板在高速列车运行过程中扮演传输电能的重要角色，它承载着高速列车快速运行的重要当担。对受电弓的研究与探索就显得尤为突出。石墨/Cu复合材料具有导电性好、抗冲击能力强，是受电弓滑板的理想材料之一。本文采用-200~+300目的球形铜锡粉末和铜包石墨为原料，采用激光沉积制备了石墨/Cu复合材料，并研究石墨/Cu复合材料的宏观形貌与微观组织，探索复合材料的硬度、耐磨性能、电化学腐蚀性能、摩擦磨损性能，获得一组最佳的工艺参数。再用最佳激光

4、工艺参数制备了石墨/Cu梯度复合涂层，通过改变梯度因子制备出单道六层的石墨/Cu梯度复合材料，并分析与探索其微观组织、硬度的变化趋势、摩擦磨损形式及其电化学腐蚀性能。通过实验可以得出如下结论：1、使用不同的激光工艺参数制备石墨/Cu复合材料涂层，当激光功率在1600W，扫描速度在200mm/min，离焦量在25mm时，复合材料的熔覆层表面呈现出良好的粗糙度，石墨均匀分布且尺寸最细小，约为0.77μm；摩擦磨损性能最佳，摩擦系数为0.137；有最优耐腐蚀性能，其自腐蚀电位为-0.20009V。2、运用数学分析法中的一元回归的方法研究稀释率与离焦量的关系，通过建立一系列的数

5、学模型，如：幂函数、一阶衰减指数函数、高斯函数、S形函数、洛伦兹函数、三角函数等，求解稀释率与离焦量的函数关系，并分析比较得出最佳的函数关系，得出幂函数Allometric1最符合离焦量与稀释率的变化关系，其决定系数Rsquare为0.987，方程的拟合度最佳，则最优回归模型方程为y=1532.757?−1.564。3、选用最佳的激光工艺参数（激光功率1600W，扫描速度200mm/min，离焦量25mm）制备五组不同的梯度复合材料。当梯度因子n从6变为2时，石墨由最初的球形逐渐增大，然后变为板条状，当梯度因子n=6时，复合材料的各项力学性能都呈现出最佳。具有较高的耐腐

6、蚀性能，较大的硬度值，较低的摩擦系数。关键词：激光沉积，石墨/Cu，复合材料IABSTRACTStudyonthePropertiesofGraphite/CuCompositesPreparedbyLaserCladdingABSTRACTWiththerapiddevelopmentofsociety,thepaceofpeople'slifeisspeedingup,whichresultsintheimprovementofhumandemandfortransportation.High-speedtrainhasbecomethefirstchoicefor

7、people.Thepantographslideplateisanimportantpartofthehigh-speedtrain,whichbearstheprincipalresponsibilityofhigh-speedtrainoperation.Theresearchandexplorationofthepantographareparticularlyprominent.Graphite/Cucompositeisoneoftheidealmaterialsforpantographslideplate,becauseo