碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能测试.pdf

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1、学校代号10532学号S1213W116分类号TB331密级公开工程硕士学位论文碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能测试学位申请人姓名汪次荣培养单位材料科学与工程学院导师姓名及职称陈小华教授沈裕军高级工程师学科专业材料工程研究方向先进炭材料及复合材料论文提交日期2015年05月20日学校代号：10532学号：S1213W116密级：公开湖南大学工程硕士学位论文碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能测试学位申请人姓名：汪次荣导师姓名及职称：陈小华教授沈裕军高级工程师培养单位：材料科学与工程学院专业名称：材料工程论文提交日期：2015年05月20日论文答辩日期：2015年06月01日

2、答辩委员会主席：万隆教授PreparationandstudyonthePropertiesofcopper-basedcompositereinforcedbycarbonnanotubesbyWANGCirongB.E.(HunanUniversity)2012AthesissubmittedinpartialsatisfactionoftheRequirementsforthedegreeofMasterofEngineeringinMaterialsEngineeringintheGraduateSchoolofHunanUniversitySupervisorProf

3、essorChenXiaohuaProfessorShenYujunMay,2015湖南大学学位论文原创性声明本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取。得的研究成果除了文中特别加Ｗ标注引用的内容外，本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献。的个人和集体，均已在文中明确方式标明本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。作者签名：曰期：年＾月／日／＞里化莱学位论文版权使用授权书本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定，同意学校保留并向国家有关部口或机构送交论文的复

4、印件和电子版，允许论文被查阅和借阅。本人授权湖南大学可Ｗ将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索，可Ｗ采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。本学位论文属于１、保密□，在年解密后适用本授权书。２、不保密团。＂＂（请在Ｗ上相应方框内打Ｖ）作者签名：化也秦曰期：年月ｆｆ日：日期导师签名：处Ａ年ｋ月ａ日碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能测试摘要碳纳米管增强铜基复合材料以其良好的导电性、导热性及低的热膨胀系数而受到材料工作者的极大关注。尽管从目前来看其研究已取得了一些进展，但总的来说综合性能与人们的预期相距较远，现有

5、的技术路线还无法满足人们对低成本、规模化制备优异综合性能的碳纳米管增强铜基复合材料的期待。针对以上问题，本论文利用粉末冶金的方法制备得到了碳纳米管增强铜基复合块材，然后对得到的复合块材在合适的轧制工艺下进行了热轧处理。并研究了退火工艺对复合块材组织和性能的影响。最后对轧制后得到的复合块材进行了耐摩擦磨损、热膨胀、耐腐蚀性能测试。（1）经过合适的混料、压制、脱脂、热烧结工艺后能够得到宏观形貌较为完整微观组织分布均匀的样品，通过对不同烧结温度下烧结体组织形貌的比较发现，烧结体在温度升高的过程中存在明显的缩颈现象。对不同烧结工艺下得到的复合块材断面形貌的对比分析发现，适当的提高温度和

6、保温时间有益于样品烧结体的熔合。综合各方面因素，我们选定最终的烧结程序为980℃保温1h。（2）对不同碳纳米管含量的复合块材断面形貌对比发现，随着碳纳米管含量上升，其烧结后断面形貌的孔隙明显增多，并且铜基底也开始出现颗粒状物质的析出，并且随着碳纳米管含量的上升，析出颗粒物的尺寸与数量逐渐增多。（3）利用热轧处理使得试样最终的致密度、密度、显微硬度得到显著提升，对不同碳纳米管含量的复合块材金相显微组织形貌分析发现，随着碳纳米管含量的增加，组织中开始出现明显的团聚现象。在此基础上，我们还比较了退火工艺中退火保温温度、保温时间的对样品组织形貌及显微硬度的影响，发现随着保温温度的提高和

7、保温时间的增加，样品的显微硬度都会增加。（4）碳纳米管的加入对于复合块材的耐磨损性能、热膨胀性能以及耐腐蚀性能都有明显的帮助。碳纳米管含量为1%时得到的复合块材耐磨损能力最好。并且随着加载载荷的增大、加载速率的升高，复合块材的耐磨损性能逐渐下降。当碳纳米管含量为1%时热膨胀系数最小。通过对比添加碳纳米管与未添加碳纳米管的复合块材的腐蚀形貌以及腐蚀产物的分析发现，碳纳米管的加入对于复合块材耐腐蚀性能的提高是有利的。关键词：烧结体；热轧；碳纳米管增强铜基复合材料；耐磨损性能II硕士学位论文Abs