陶瓷颗粒碳纤维混杂增强铜石墨基复合材料的组织与性能研究

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1、陶瓷颗粒一碳纤维混杂增强铜一石墨基复合材料的组织与性能研究摘要本文探讨了在陶瓷(Tin2)颗粒表面进行化学镀铜和在碳纤维表面电镀铜的基本原理和工艺方法。通过对传统镀液配方进行调整，只需在陶瓷颗粒表面去油和粗化而不进行敏化活化处理，就可直接进行化学镀铜。研究了温度、pH值、甲醛初始浓度以及装载量等因素对镀铜效果的影响，摸索得出化学镀温度在55～60℃，pH值12．5左右，甲醛初始浓度16ml／L，装载量为4g／L，化学镀时间为20～30min时，能在陶瓷颗粒表面获得光滑致密的镀铜层。用粉末冶金法制备了TiB2以及镀铜TiB2和碳纤维混杂增强铜．石墨基复合材料的

2、试样。研究TiB2和碳纤维含量对该复合材料密度、电阻率、硬度和抗弯强度的影响。结果表明：随着导电陶瓷颗粒和碳纤维含量的增加，铜基复合材料的密度、硬度和抗弯强度均逐渐增加，电阻率逐渐减小：对比相同成分的镀铜TiB2．Cf-铜．石墨基复合材料和TiB2．Of-铜．石墨基复合材料，前者的密度，硬度和抗弯强度比后者高，导电性比后者好。选取六组复合材料进行摩擦磨损实验，比较复合材料的机械磨损量可以看出：分别在"FiB2含量或碳纤维含量固定的情况下，试样磨损量随碳纤维或TiB2的加入呈曲线分布，在镀铜碳纤维或镀铜TiB2含量为1％时最小；并且加入镀铜TiB2的效果优于加

3、入未镀铜TiB2的试样；使用碳纤维和镀铜TiB2混杂增强的效果优于单一增强的效果。关键词：铜基复合材料；混杂增强；化学镀；静态和动态性能；摩擦磨损MierostructureandPropertiesofCeramicParticles／carbonfibrehybridreinforced／Cu—graphiteCompositesAbstractThefundamentalprinciplesandbasictechniquesofcoppercoatingonthesurfaceofTiB2ceramicparticlesaswellaselectro

4、lessplatingonthesurfaceofcarbonfibrewerediscussedinthispaper．Bytheadjustmentofthetraditionalcompositionofsolutionthroughdegreasingandcoarseningthesurfaceofceramicparticleswithoutsensitizingandactivationtreatment，copperelectrolessplatingCanbeproceededdirectlywithlowerspeed．Theinflue

5、nceoftemperature，pHvalue，initialconcentrationofCH20andloadingcapacityoncoppercoatingwerestudied．Theresultsindicatesthatsmoothandcompactlayercanbegainedwhenthetemperatureis55—60℃，pHvalueabout12．5，initialconcentrationofCH2016ml／L，loadingcapacity4g／Landtimeforelectrolessplating20～30mi

6、n，TiB2-Cf-Cu-graphitematrixcompositeandcopper—coated—TiB2一Cf-Cu-graphitematrixcompositewereobtainedbypowdermetallurgyprocess。TherelationshipbetweenthecontentofTiB2aswellascarbonfibreanddensity，electricalresistivity，hardness，andbendingstrengthwasresearched．Theinvestigationshowedthat

7、withtheincreaseofthecontent，thedensity，HVandbendingstrengthofCumatrixcompositewereenhancedaccordingly．buttheelectricalresistivitydecreased．Withthesamecomponents，whencopper-coated—TiB2一CLCu·graphitematrixcompositewascomparedtotheTiB2-Cf-Cu—graphitematrixcomposite，theHVandbendingstre

8、ngthoftheformerwashigherth