弥散铜-MoS2复合材料的制备及性能研究

论文摘要

随着机械、电子以及航空航天工业的迅猛发展，对铜基复合材料的要求越来越高，不仅要求具有良好导电导热性，而且要求具有较高力学性能和耐磨性能。本文采用粉末冶金法制备了弥散铜-MoS2复合材料。研究了不同的粉末制备方法，以寻求最佳的材料制备工艺得到具有优良性能的复合材料。通过SEM、XRD、DSC、TEM等检测仪器对材料的组织性能进行分析，最后将制备的复合材料进行载流摩擦磨损试验，分析摩擦因数和磨损率的变化规律。主要研究内容如下：1．普通混料法和球磨混料法两种混料方式对铜基复合材料性能的影响。经过压制烧结后，普通混料方法制备的弥散铜-MoS2复合材料的密度值、硬度值和导电率值均明显优于球磨混料方法。2．分析球磨混料时粉末颗粒的变化过程后发现，混合粉末经过高能球磨后，聚集了大量的畸变能、缺陷能以及表面能，储存在细化后的粉末颗粒表面、晶界以及大量的缺陷中，这些储存的能量对复合材料的组织和性能具有显著影响。3．运用XRD和DSC技术分析了复合材料在烧结后发生的相变过程。分析后发现，MoS2的成分发生变化，铜与MoS2在烧结后形成了复杂的铜钼硫化合物Cu1.84Mo6S8和CuMo2S3相。这个过程是吸热反应，反应温度为532℃。4．用热压烧结法制备复合材料时，研究了含不同质量分数MoS2复合材料的性能。研究发现，随着MoS2含量的增加，复合材料的密度、抗拉强度和导电率明显下降，而硬度变化不大。5．研究了两种不同的压制方式制备复合材料的工艺。研究发现，热压烧结法制备的复合材料的性能优于冷压法制备的复合材料。6．将热压烧结后制得的试样进行载流摩擦磨损实验研究，分析了电流和速度变化对复合材料耐磨性的影响。研究发现，含3%（wt）MoS2复合材料具有较好的耐磨性。含3%（wt）MoS2复合材料的摩擦因数和磨损率均小于含1%（wt）MoS2的复合材料。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 第1章 绪论
• 1.1 复合材料的概述
• 1.2 复合材料的制备方法
• 1.2.1 粉末冶金法
• 1.2.2 内氧化法
• 1.2.3 原位反应法
• 1.2.4 颗粒表面化学包覆法
• 1.2.5 机械合金化法
• 1.3 复合材料的颗粒增强
• 1.3.1 增强相的选择
• 1.3.2 颗粒增强的理论基础
• 1.4 铜基复合材料的研究现状
• 1.5 课题研究的目的意义与内容
• 1.5.1 课题研究的目的意义
• 1.5.2 课题研究的内容
• 第2章 复合材料的制备及测试方法
• 2.1 复合材料的制备
• 2.1.1 实验材料
• 2.1.2 混合粉末的制备
• 2.1.3 压制成形
• 2.1.4 烧结
• 2.2 复合材料的性能测试
• 2.2.1 密度的测试
• 2.2.2 硬度的测试
• 2.2.3 抗拉强度的测试
• 2.2.4 导电率测试
• 2.2.5 XRD 分析
• 2.2.6 差热（DSC）分析
• 2.2.7 载流摩擦磨损性能测试
• 2复合材料物理性能的影响'>第3章 混料方式对弥散铜-MoS₂复合材料物理性能的影响
• 3.1 试验结果及讨论
• 3.1.1 混粉工艺对球磨后粉末 XRD 与形貌的影响
• 3.1.2 不同混料方式对制备材料物理性能的影响
• 3.2 本章小结
• 2复合材料'>第4章 热压烧结法制备弥散铜-MoS₂复合材料
• 4.1 试验结果及讨论
• 4.1.1 复合材料烧结后的 XRD 分析
• 4.1.2 复合材料烧结后的差热分析
• 4.1.3 材料烧结后的组织分析
• 4.1.4 复合材料的力学性能
• 4.1.5 压制方法对复合材料力学性能和组织的影响
• 4.2 本章小结
• 2复合材料的载流摩擦磨损性能研究'>第5章 弥散铜-MoS₂复合材料的载流摩擦磨损性能研究
• 5.1 试验结果及讨论
• 5.1.1 速度对材料摩擦因数和磨损率的影响
• 5.1.2 不同速度下材料的摩擦磨损形貌分析
• 5.1.3 电流对材料摩擦因数和磨损率的影响
• 5.1.4 不同电流下材料的摩擦磨损形貌分析
• 5.1.5 材料的磨损性能分析
• 5.1.6 材料的磨损机理分析
• 5.2 本章小结
• 第6章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 攻读硕士学位期间的研究成果