上海金研博源金属材料有限公司,高

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1、为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划上海金研博源金属材料有限公司,高　　碳纤维增强金属基电刷材料的研究进展　　摘要：本文从复合材料和界面的角度综合介绍了碳纤维增强金属基电刷材料性能优点、制备工艺等，同时在电刷性能方面比较了国内外的研究进展，并对其未来的研究方向以及前景做出了展望。　　关键词：碳纤维；电刷；复合材料；界面；金属基　　1前言　　不同于金属、无机非金属材料以及高分子材料，复合材料是由两种或两种以上不同性能、不同形态的组分材料，通过物理或化学的方法，在宏观上组成具有性能更优良的多相

2、材料[1]。各种组分材料在性能上互相取长补短，产生协同效应，使复合材料的综合性能优于原组成材料而满足各种不同的要求。纤维增强金属基复合材料由于具有高温性能好，比强度、比模量高，导电、导热性好，横向力学性能、层间剪切强度高，不吸湿、不老化等优点，从而获得了广泛的研究与应用，尤其是碳纤维的出现，极大地推动了纤维增强金属基复合材料的发展。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计

3、划　　本人所在课题组从事的是滑动电接触摩擦材料——电刷的相关研究。我们知道，电刷是与运动件作滑动接触而形成电连接的一种导电部件。因此，电刷作为直接影响电机能否正常运转及电机工作寿命直流电机的关键件，它的功能是在电机的固定部件与旋转部件——换向器或集电环间传导电流[2]。电刷一般按其原材料来进行分类，在国际上通常可分为两类[3]：一类是金属粉末加石墨粉用树脂或沥青作粘结剂制备的金属石墨电刷俗称有色电刷，另一类是以炭素粉末用树脂或沥青作粘结剂生产的电化石墨电刷或碳-石墨电刷，统称为黑色电刷。铜金属由于具有优良的导电性能、耐腐蚀性以及导热性能，在电刷材料上取得了广泛的应

4、用。碳纤维具有高的比强度、比模量，比重小和轴向热膨胀系数低，良好的润滑、减摩性以及耐高温、耐腐蚀性和一定的导电性，并且价格低，被广泛用作复合材料的增强体[4]，将两者复合制备成电刷将会进一步提高电刷的性能。基于碳纤维的热导率，学者JunFukai研究表明[5]，碳纤维刷与　　封装在传热管的相变材料复合后，随着碳纤维体积含量以及纤维束直径的增加，复合材料的瞬态热响应显著提高。　　2复合材料的界面目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的

5、正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　作为复合材料，界面通常被认为是影响复合材料特别是力学性能的关键因素，界面层使纤维与基体形成一个整体，并通过它传递应力。纤维增强金属基复合材料的界面结合可以分为以下几种[6]：(1)物理结合是指借助材料表面的粗糙形态而产生的机械结合，以及借助基体收缩应力包紧纤维时产生的摩擦结合，这种结合与化学作用无关，纯属物理作用，结合强度的大小与纤维表面的粗糙程度有很大关系。例如，用经过表面刻蚀处理的纤维制成的复合材料，其结合强度比具有光滑表面的纤维复合材料要高2-3倍。但这种结合只有当载荷应力平行于界面时才能实

6、现较强的作用，而当应力垂直于界面时承载能力很小。(2)溶解与浸润结合。纤维与基体的相互作用力是极短的，只有若干原子间距。由于纤维表面常存在氧化物膜，阻碍液态金属的浸润，这时就需要对纤维表面进行处理，如利用超声波法通过机械摩擦力破坏氧化物膜，使纤维与基体的接触角小于90°，发生浸润或局部互溶以提高界面结合力。(3)反应结合，其特征是在纤维与基体之间形成新的化合物层，即界面反应层，界面结合层往往不是单一的化合物，如硼纤维增强钛合金，在界面反应层内有多种反应产物。一般情况下，随反应程度增加，界面结合强度也增大。但由于界面反应产物多为脆性物质，所以当界面层达到一定厚度时，

7、界面上的残余应力可使界面破坏，反而降低界面结合强度。目的-通过该培训员工可对保安行业有初步了解，并感受到安保行业的发展的巨大潜力，可提升其的专业水平，并确保其在这个行业的安全感。为了适应公司新战略的发展，保障停车场安保新项目的正常、顺利开展，特制定安保从业人员的业务技能及个人素质的培训计划　　碳纤维增强铜金属电刷属于纤维与基体既不反应也不溶解的类型，这类界面是平整的，厚度仅为分子层的程度，除原组成成分外，界面上基本不含其它物质。碳纤维增强铜基复合材料的制备过程中，铜对碳纤维的润湿性很差，铜和碳纤维在固态和液态互相溶解度都很小，且不发生化学反应，不形成碳化物[6]。

8、碳纤维在铜