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CNTsSiCCu复合材料制备及性能.pdf
第38卷 增刊2 稀有金属材料与工程 V01.38,Suppl.2
2009年12月 RAREM[ETALMATERIALSANDENGINEERING December2009
CNTs/SiC/Cu复合材料制备及性能
许红亮,范冰冰,张锐,王海龙,韩永久,范 军
(郑州大学,河南郑州450001)
摘
复合粉体,再采用非均相沉淀法制备CNTs/SiC/Cu复合粉体。在750℃、100MPa的制度下进行真空热压烧结后制得
5%,8%,12%。利用XRD、SEM分析样品的物相组成和显微结构:利用阿基米德排水法、显微硬度计、三点弯曲法
测试了复合材料的密度、显微硬度和抗弯强度。结果表明,随着碳纳米管含量的增加,CNTs/SiC/Cu复合材料的密度、
显微硬度和抗弯强度等性能发生相应变化,其中,抗弯强度呈现逐渐升高趋势。与未添加碳纳米管的30SiC/70Cu复合
MPa。
材料相比,添加12%CNTs的12cNTs/18SiC/70Cu样品,抗弯强度提高了21.45
关键词:CNTs/SiC/Cu复合材料;制备工艺;性能
333
中图法分类号:TB 文献标识码:A 文章编号:1002.185X(2009)$2.0521.04
铜基复合材料被广泛用作电子元件材料、滑动材
料、触头材料、集成电路散热板及耐磨器件等。由于 活化处理的碳纳米管,所得溶液超声20min后,于70℃
碳化硅(SiC)颗粒具有高强度、高硬度、高耐磨、耐腐下进行磁力搅拌,先、后加入7.0mol/L的NaOH溶液、
蚀和导热性能好等优点,因此被用作增强相来制备 26mol/L的甲醛溶液,充分反应后,将所得沉淀物过
SiC/Cu金属陶瓷复合材料【卜31。碳纳米管(CNTs)是由单滤、水洗、醇洗、干燥,得到CNTs/Cu复合粉体。
层或多层石墨片卷曲而成的中空无缝管状纳米材料,
具有良好的自润滑性能,以及优异的力学、热学、电 拌,并以稀盐酸以调节pH值。然后加入Zn粉,待
学、光学和耐强酸强碱等性能。因此,CNTs也被用来Zn和CuSO。充分反应后,加入经过超声分散的
制备铜基复合材料【¨】。 CNTs/Cu复合粉体,继续搅拌以使二者充分混合,抽
当环境温度超过某一范围时,由单一的SiC颗粒 滤、干燥后,得到CNTs/SiC/Cu复合粉体。
增强的复合材料易发生严重的粘着磨损,使得磨损率
突然增加而导致滑动摩擦系统整体失效【7】。由于碳纳 RVJ.15型真空热压机上于750℃、100MPa下进行热
米管具有良好的自润滑性能,将碳纳米管和SiC颗粒 压烧结,制得CNTs/SiC/Cu复合材料。
作为混杂增强体同时添加到铜基体中,充分利用二者 利用X’PertPRO型X射线衍射仪分析样品的物
的协同作用,有可能制备出具有较好摩擦、磨损性能 相组成,利用CSM.950扫描电子显微镜分析显微结
的铜基复合材料。因此,本工作对CNTs/SiC/Cu复合
材料的制备及性能进行了初步研究。 体积密度,利用HV-1000型显微硬度计测试显微硬度;
Roell
在Zwickz030试验机上测试样品的抗弯强度。
1 实 验
2结果与讨论
实验原料主要为碳纳米管、SiC颗粒(-15pm)、
CuS04.5H20和Zn粉等。CNTs/SiC/Cu复合材料的配方
按体积比设计,其中Cu为70%,CNTs分别为0、3%、
5%、8%和12%,其余为SiC。 包裹在碳纳米管表面的细小Cu颗粒因表面能高而被
先将酒石酸钾钠、EDTA.2Na加入0.5氧
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