论文题目: 铜基减摩耐磨复合材料的制备与性能研究
论文类型: 博士论文
论文专业: 材料学
作者: 冉旭
导师: 刘勇兵
关键词: 纳米,复合材料,复合材料,冷压成型,机械合金化,放电等离子烧结,微观组织,摩擦磨损
文献来源: 吉林大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本研究以开发高性能减摩耐磨铜基自润滑材料为目标,通过组分优化设计和工艺探索,采用机械合金化(MA)、冷压成型和放电等离子烧结(SPS)的方法制备出了满足性能要求的纳米表面强化铜基复合材料及C/Cu复合材料。并对复合材料的微观组织特征、机械合金化和SPS技术在铜基复合材料方面的应用机制、铜基复合材料的摩擦学行为等进行了系统探讨,为拓展新型减摩耐磨铜基复合材料的应用领域打下坚实的基础。研究结果表明:经SPS烧结的纳米表面强化铜基复合材料颗粒细小均匀,颗粒之间烧结紧密,过渡层的结合也明显优于冷压成型的样品;机械合金化后C/Cu复合粉末组织中纳米级亚晶粒的复合粒子、单个纳米粒子和非晶态结构共存;C/Cu复合粉末在SPS致密化过程中的双重激活烧结机制使复合粉末的烧结活性大大提高,保证了最终烧结体优良的组织和性能;SPS烧结以及冷压制备的C/Cu复合材料均较单一粗铜烧结材料表现出更好的减摩耐磨性能,其中SPS烧结C/Cu 复合材料的摩擦学性能最佳。
论文目录:
第一章 绪论
1.1 引言
1.2 铜基复合材料的研究现状及发展前景
1.2.1 铜基复合材料的种类和研究进展
1.2.2 铜基复合材料的制备
1.2.3 铜基复合材料的减摩耐磨机制
1.3 机械合金化及其在新材料开发研制中的应用
1.3.1 机械合金化技术简介
1.3.2 机械合金化在材料研发中的理论研究
1.3.3 机械合金化新材料开发
1.4 放电等离子烧结(SPS)技术及其在新材料开发研制中的应用
1.4.1 常用烧结工艺
1.4.2 SPS 烧结技术
1.4.3 SPS 技术在材料科学领域的应用
1.5 论文研究的重要内容
第二章 纳米表面强化铜基层状复合材料的制备
2.1 引言
2.2 实验材料及测试方法
2.2.1 实验材料
2.2.2 样品制备
2.2.3 组织分析与性能测定
2.3 冷压成型工艺对复合材料组织及性能影响
2.3.1 原始粉体形貌特征
2.3.2 复合材料的界面结构分析
2.3.3 成型压力对复合材料性能影响
2.3.4 讨论
2.4 SPS 烧结对复合材料组织及性能影响
2.4.1 纳米铜粉末SPS 烧结基体与界面组织分析
2.4.2 烧结温度对烧结体性能的影响
2.4.3 烧结速度对烧结体性能的影响
2.5 本章小结
第三章 机械合金化制备C/Cu 复合粉末的研究
3.1 引言
3.2 实验材料及测试方法
3.2.1 实验材料
3.2.2 实验设备及工艺
3.2.3 表征与测试
3.3 碳与铜的相溶性问题
3.4 粉末粒度与形貌
3.4.1 SEM 结果及分析
3.4.2 TEM 结果及分析
3.5 物相分析
3.6 点阵常数、晶粒尺寸和微观应变
3.7 本章小结
第四章 C/Cu 复合粉末致密化工艺研究
4.1 引言
4.2 实验材料及方法
4.2.1 实验材料
4.2.2 烧结方法
4.2.3 表征与测试
4.3 C/Cu 复合粉末冷压成型结果与分析
4.3.1 冷压成型坯体组织形貌
4.3.2 冷压成型坯体的密度和硬度
4.4 C/Cu 复合粉末SPS 烧结实验结果
4.4.1 烧结体组织形貌
4.4.2 XPS 分析结果
4.4.3 烧结体的密度和硬度
4.5 分析与讨论
4.5.1 球磨后C/Cu 复合粉末的烧结性
4.5.2 C/Cu 复合粉末的双重激活烧结机制
4.5.3 碳在复合粉末SPS 过程中的作用
4.6 本章小结
第五章 铜基复合材料摩擦磨损性能的研究
5.1 引言
5.2 实验材料及测试方法
5.2.1 实验材料
5.2.2 摩擦磨损性能实验
5.3 C/Cu 复合材料的磨损实验结果
5.3.1 复合材料的摩擦系数
5.3.2 复合材料的耐磨率
5.3.3 磨损表面形貌
5.3.4 不同载荷下磨损表面形貌
5.4 影响铜基复合材料减摩耐磨性的因素
5.4.1 碳含量对铜基复合材料减摩耐磨性的影响
5.4.2 SPS 烧结温度对复合材料减摩耐磨性的影响
5.4.3 载荷对复合材料减摩耐磨性的影响
5.5 本章小结
第六章 结论
参考文献
攻读博士学位期间所做的工作
摘要
ABSTRACT
致谢
发布时间: 2006-01-17
参考文献
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