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铜及铜合金因其优异的物理属性和力学性能被广泛应用于电子、通讯、轨道交通、仪器仪表等领域,市场年用量为几亿元左右。目前国际上制备性能优异的铜合金的方法虽然提高了铜合金的强度硬度,但不可避免的以牺牲铜合金的导电率为代价,无法真正达到两者兼顾的效果。本研究就是利用石墨烯优异的力学和物理性能,把它作为一种增强相添加进铜合金中,希望获得性能优异的铜基复合材料。但石墨烯较薄,存在自身易团聚,难以均匀地掺杂到铜合金中的问题,铜基体和石墨稀之间的界面润湿等问题。本文通过水热法及化学镀的方法分别在石墨烯上负载稀土CeO2粒子和金属Ag(SPS)的方式来改善石墨制团聚以及与铜基体结合性差的问题。然后通过放电等离子烧结(SPS)及熔铸法的方段研备了石墨烯/铜基复合材料,分别采用金相、SEM、TEM、拉曼光谱、XRD等检测手段导究了铜基复合材料的组织结构及成分,并测量了石墨烯/铜复合材料的硬度、致密度、导电率和拉伸强度等相关性能。研究表明:1.用Hummers法制备出氧化石墨粉体,以CeCl3·7H2O为主盐和氧化石墨烯分散均匀后在反应釜中120℃水热反应12 h后洗涤得到石墨烯负载CeO2粉体,CeO2粒子均匀的负载在石墨烯上。2.利用化学镀的方法制备出石墨负载Ag复合粉体,将银氨溶液与石墨烯混合均匀后以葡萄糖为还原剂在95℃反应1h,通过36 h的冷冻干燥得到石墨烯负载Ag复合粉体。石墨烯上面负载的Ag粒子比较均匀,颗粒清晰。3.将0.25wt%的石墨烯负载粒子粉体和铜粉在350 r/min下球磨4 h,烧结温度800℃,分别在压力150 MPa及压力40 MPa的情况下烧结10 min得到石墨烯/铜复合材料。在150 MPa压力下,石墨烯负载Ce/铜复合材料硬度为53 HV,复合材料的导电率为85.7%IACS。在40 MPa压力下,石墨烯负载Ce/铜复合材料硬度为69.95 HV,导电率达到了92.1%IACS。石墨烯负载Ce/CuCrZr复合材料的抗拉强度为219 MPa。石墨烯负载Ce/铜复合材料的抗拉强度为188MPa,高于未负载的Cu/石墨烯复合材料9.3%。4.采用真空电弧熔铸的方式制备了石墨烯/CuCrZr复合材料。首先对CuCrZr合金进行冲孔处理,然后将0.25wt%的石墨烯添加进铬锆铜合金中,在氩气气氛下进行熔铸造处理,石墨烯的存在形式为石墨烯在铜基体表面与铜颗粒形成团聚的大颗粒。石墨烯负载Ce/CuCrZr复合材料的硬度为115 HV,导电率为72%IACS。