【摘 要】
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金属铜由于在导电、导热、耐腐蚀等方面有着优良的性能,被广泛的应用于人工智能、高端制造、航空航天等工业领域。但是,铜在室温时强度低、耐磨性较差、高温条件下较易软化变形,其应用范围受到了极大的限制。为了使铜不仅能具备优良的导热导电性,同时还能拥有较强的硬度、较高的耐磨性和好的加工性等一系列优良性能,新型铜基复合材料的研究势在必行。本文选取ZnO和CNTs（碳纳米管）分别作为增强相,采用共沉淀-粉末冶金
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金属铜由于在导电、导热、耐腐蚀等方面有着优良的性能,被广泛的应用于人工智能、高端制造、航空航天等工业领域。但是,铜在室温时强度低、耐磨性较差、高温条件下较易软化变形,其应用范围受到了极大的限制。为了使铜不仅能具备优良的导热导电性,同时还能拥有较强的硬度、较高的耐磨性和好的加工性等一系列优良性能,新型铜基复合材料的研究势在必行。本文选取ZnO和CNTs（碳纳米管）分别作为增强相,采用共沉淀-粉末冶金的方法制备得了 ZnO铜基复合材料和CNTs铜基复合材料。通过XRD、SEM和EDS对制备得到的样品及前驱体粉体进行了表征,运用阿基米德排水法、显微维氏硬度计、摩擦磨损试验机、电化学工作站和静态腐蚀失重试验对制备得到的复合材料进行了性能测试。考察了增强相的引入及其含量对复合材料的微观结构和性能的影响,通过对数据的分析得出了以下结论:（1）采用共沉淀-粉末冶金法制备得到了 ZnO铜基复合材料,ZnO以六边形纳米片的形式均匀的分布在铜基体中。硬度最高能达到119.44Hv,最低磨损率仅为纯铜的0.6%;同时,密度和导电性均下降较少,ZnO含量4wt.%和8wt.%的复合材料相对密度均高于96%,导电率均高于70%IACS。但是,ZnO的引入降低了铜基体的耐腐蚀性,20wt.%ZnO的腐蚀失重量接近纯铜的3倍。（2）采用共沉淀-粉末冶金法制备得到了 CNTs铜基复合材料,工艺改进后CNTs和铜基体浸润性良好,但复合材料的密度和电导率还是下降明显,当CNTs含量为4wt.%时,相对密度仅为88.3%,电导率仅为16.38%IACS;硬度值最高为94.3HV;耐磨性表现优异,最佳磨损失重量仅为纯铜的0.8%。同时,CNTs十分显著的提高了铜基体的耐腐蚀性,所有含CNTs的复合材料腐蚀失重量都不到纯铜的30%。
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