【2017年整理】三元层状陶瓷论文：Zr2SnC铜基复合材料热压导电性摩擦磨损.docVIP

三元层状陶瓷论文：Zr2SnC铜基复合材料热压导电性摩擦磨损 【提示】本文仅提供摘要、关键词、篇名、目录等题录内容。为中国学术资源库知识代理，不涉版权。作者如有疑义，请联系版权单位或学校。 【摘要】纯铜由于强度低、耐热性和耐磨性差等不足，应用受到很大的限制。而铜合金在提高强度硬度的同时是以牺牲电导率和热导率为代价的。铜基复合材料以优良的导电性能和高强度,成为一种性能优异的功能材料。MAX是一种金属陶瓷，兼具了金属和陶瓷的优良性能，被作为一种颗粒增强材料添加在铜基体中，提高了铜基体的综合性能。本文的主要目的是制备Zr2SnC铜基复合材料，使材料在具有铜基体的各项优点的基础上提高其力学性能如强度、硬度、摩擦性能等，同时不明显降低铜的电导率。首先利用热压烧结机，制备出陶瓷增强相Zr2SnC，之后将其粉碎到所需粒度添加到铜粉中。在温度为850℃、压力为35MPa条件下再进行热压烧结，制成复合材料样品。利用光学显微镜分析铜晶粒和Zr2SnC颗粒大小和Zr2SnC颗粒分布规律。利用透射电镜分析Zr2SnC及铜晶粒界面的结合情况。利用阿基米德法测量密度与理论密度进行比较，以确定样品致密度。利用四探针法测量复合材料导电性。利用显微硬度计测量硬度。利用拉伸试验机做拉伸试验。利用扫描电镜观察断口形貌，来探讨力学性能。之后进行摩擦磨损实验，将纯铜和复合材料的摩擦磨损性能进行了对比。并且分析了载荷及摩擦速度对摩擦系数和磨损量的影响。实验结果表明：利用热压烧结制备出的Zr2SnC经粉碎后颗粒尺寸为35μm。经过表面改性，Zr2SnC颗粒表面已成功镀覆一层铜晶粒。显微结构分析（OM）及透射电镜（TEM）分析表明Zr2SnC/Cu复合材料中Zr2SnC和铜颗粒分布相对较均匀，两相之间的结合力较强。当Zr2SnC含量为6%时，复合材料理论密度与实际密度较接近，说明样品较致密。复合材料电导率为纯铜电导率的75%左右，硬度为纯铜的1.65倍左右，拉伸强度是纯铜的1.47倍。摩擦实验表明，加入Zr2SnC颗粒之后，复合材料的磨损机制由铜的粘着磨损变为磨粒磨损，且摩擦系数和磨损量都有不同程度降低很，改善了铜的耐磨性。 【关键词】三元层状陶瓷；Zr2SnC；铜基复合材料；热压；导电性；摩擦磨损； 【篇名】Zr_2SnC/Cu复合材料的制备及性能研究 【目录】Zr_2SnC/Cu复合材料的制备及性能研究 摘要 4-5 Abstract 5-6 第1章 绪论 9-17 1.1 铜及铜合金 9-10 1.2 铜基复合材料 10-12 1.2.1 铜基复合材料的分类 10-11 1.2.2 铜基复合材料的制备方法 11-12 1.3 颗粒增强铜基复合材料及颗粒表面改性 12 1.4 MAX 相研究进展 12-15 1.5 MAX 相颗粒增强铜基复合材料 15 1.6 Zr_2SnC 增强铜基复合材料 15-16 1.7 研究思路及内容 16-17 第2章 实验方法与仪器 17-26 2.1 实验设计 17-20 2.1.1 试验原理 17-19 2.1.2 实验原料 19-20 2.2 材料制备方法 20-21 2.2.1 实验过程 20 2.2.2 试验工艺流程 20-21 2.3 复合材料的结构表征 21-23 2.3.1 密度测定 21-22 2.3.2 X 射线衍射分析 22 2.3.3 显微组织分析 22 2.3.4 表面形貌分析 22-23 2.3.5 透射电镜分析 23 2.4 复合材料性能分析 23-26 2.4.1 力学性能 23-24 2.4.2 电学性能 24 2.4.3 摩擦性能 24-26 第3章 Zr_2SnC/Cu 复合材料的制备工艺 26-43 引言 26 3.1 Zr_2SnC 的制备工艺 26-30 3.1.1 反应机理 26-27 3.1.2 Zr_2SnC 烧结温度的确定 27 3.1.3 Zr_2SnC 原料配比的确定 27-29 3.1.4 Zr_2SnC 颗粒的制备 29-30 3.2 Zr_2SnC 颗粒表面改性 30-34 3.2.1 颗粒表面改性方法及化学镀铜 30-31 3.2.2 镀铜过程 31-32 3.2.3 镀铜效果及分析 32-34 3.3 Zr_2SnC/Cu 复合材料的制备工艺 34-42 3.3.1 温度确定 35-42 3.3.2 压力确定 42 3.4 本章小结 42-43 第4章 Zr_2SnC/Cu 复合材料的组织结构与性能 43-53 4.1 结构分析 43-48 4.1.1 显微结构分析 43-44 4.1.2 Zr_2SnC/Cu 复合材料界面结合情况 44-48 4.2 性能分析 48-52 4.2.1 复合材料的密度 48-49 4.2.2 复合材料的硬度 49 4.2.3 复合材料的拉伸