伊春强:3D石墨烯对铜基粉末冶金材料性能影响的研究论文

伊春强:3D石墨烯对铜基粉末冶金材料性能影响的研究论文

本文主要研究内容

作者伊春强(2019)在《3D石墨烯对铜基粉末冶金材料性能影响的研究》一文中研究指出:受电弓滑板和集电靴是列车供电的重要元件,对列车的正常运行至关重要,铜基复合材料导电良好、力学性能优良,是电力机车集电元件的主要候选材料。列车运行时集电元件与铜导线或金属导轨接触,粘着磨损严重,导线更换难度大、耗时长,降低了列车的运输效率。因此,研发出具有优异性能的铜基复合材料具有重要的应用价值。石墨烯具有良好的导热、导电、力学、摩擦学性能,在电子、能源、力学、医学等领域具有潜在应用价值。3D石墨烯基本保留了二维石墨烯原有的优良特性,同时独特的自支撑结构能够有效降低团聚效应,因此较二维石墨烯更有应用价值和可能性。目前,世界上关于3D石墨烯在铜基受电弓滑板和集电靴中的应用研究报道相对较少。本文采用全方位行星球磨机混料来解决3D石墨烯混料过程中易漂浮在粉末表面的问题。通过压制成型、加压烧结制备了3D石墨烯增强铜基粉末冶金材料,本文系统地研究了不同含量的3D石墨烯对铜基粉末冶金材料的影响。结果表明:(1)当仅添加0.4wt%的3D石墨烯时,Cu-5wt%Sn的粉末冶金材料的密度、冲击强度和布氏硬度最小,即8.21g/cm~3、9.3J/cm~2和91.8HBW,电阻率最大,为0.111μΩ·m。随着3D石墨烯含量从0到0.4wt%,摩擦系数在0.53-0.68之间,磨耗量从6.81g/(kN·m)增加到23.39g/(kN·m)。(2)同时添加含量为0.8wt%的3D石墨烯和鳞片石墨,Cu-5wt%Sn粉末冶金材料的密度,冲击强度和布氏硬度最小,即7.68/cm~3、8.1J/cm~2和85.3HBW,电阻率最大,为0.129μΩ·m。随着3D石墨烯含量从0到0.4wt%,摩擦系数在0.22-0.43之间,磨耗量从60.47g/(kN·m)增加到93.92g/(kN·m)。(3)同时添加含量为0.8wt%的3D石墨烯和高碳铬铁,Cu-5wt%Sn粉末冶金材料的密度、冲击强度和布氏硬度最小,即6.48g/cm~3、2.1J/cm~2和59.8HBW,电阻率最大,为0.268μΩ·m。随着3D石墨烯含量从0到0.8wt%,摩擦系数在0.30-0.45之间,样品的磨耗量从69.29g/(kN·m)增加到133.52g/(kN·m)。(4)同时添加含量为0.8wt%的3D石墨烯和碳化硅,Cu-5wt%Sn粉末冶金材料的密度、冲击强度和布氏硬度最小,即6.36g/cm~3、1.9J/cm~2和58.4HBW,电阻率最大,为0.250μΩ·m。随着3D石墨烯从0-0.8wt%,摩擦系数在0.23-0.36之间。样品的磨损量先下降后上升,3D石墨烯含量为0.2wt%,磨耗量最小,为80.80g/(kN·m);当3D石墨烯含量为0.8wt%时,磨耗量最大,为150.62g/(kN·m)。(5)同时添加含量为0.8wt%的3D石墨烯和铜包覆石墨粉,Cu-5wt%Sn粉末冶金材料的密度、冲击强度和布氏硬度最小,即6.64g/cm~3、3.6J/cm~2、76.7HBW,电阻率最大,为0.201μΩ·m,随着3D石墨烯从0-0.8wt%,摩擦系数在0.15-0.25之间,样品的磨耗量从62.99g/(kN·m)增加到133.52g/(kN·m)。(6)随着烧结压力的增加,3D石墨烯/高碳铬铁、3D石墨烯/碳化硅和3D石墨烯/铜包石墨粉增强的Cu-5wt%Sn粉末冶金材料的综合性能得到明显改善,烧结温度的增加导致力学性能出现了不同程度的降低。

Abstract

shou dian gong hua ban he ji dian xue shi lie che gong dian de chong yao yuan jian ,dui lie che de zheng chang yun hang zhi guan chong yao ,tong ji fu ge cai liao dao dian liang hao 、li xue xing neng you liang ,shi dian li ji che ji dian yuan jian de zhu yao hou shua cai liao 。lie che yun hang shi ji dian yuan jian yu tong dao xian huo jin shu dao gui jie chu ,nian zhao mo sun yan chong ,dao xian geng huan nan du da 、hao shi chang ,jiang di le lie che de yun shu xiao lv 。yin ci ,yan fa chu ju you you yi xing neng de tong ji fu ge cai liao ju you chong yao de ying yong jia zhi 。dan mo xi ju you liang hao de dao re 、dao dian 、li xue 、ma ca xue xing neng ,zai dian zi 、neng yuan 、li xue 、yi xue deng ling yu ju you qian zai ying yong jia zhi 。3Ddan mo xi ji ben bao liu le er wei dan mo xi yuan you de you liang te xing ,tong shi du te de zi zhi cheng jie gou neng gou you xiao jiang di tuan ju xiao ying ,yin ci jiao er wei dan mo xi geng you ying yong jia zhi he ke neng xing 。mu qian ,shi jie shang guan yu 3Ddan mo xi zai tong ji shou dian gong hua ban he ji dian xue zhong de ying yong yan jiu bao dao xiang dui jiao shao 。ben wen cai yong quan fang wei hang xing qiu mo ji hun liao lai jie jue 3Ddan mo xi hun liao guo cheng zhong yi piao fu zai fen mo biao mian de wen ti 。tong guo ya zhi cheng xing 、jia ya shao jie zhi bei le 3Ddan mo xi zeng jiang tong ji fen mo ye jin cai liao ,ben wen ji tong de yan jiu le bu tong han liang de 3Ddan mo xi dui tong ji fen mo ye jin cai liao de ying xiang 。jie guo biao ming :(1)dang jin tian jia 0.4wt%de 3Ddan mo xi shi ,Cu-5wt%Snde fen mo ye jin cai liao de mi du 、chong ji jiang du he bu shi ying du zui xiao ,ji 8.21g/cm~3、9.3J/cm~2he 91.8HBW,dian zu lv zui da ,wei 0.111μΩ·m。sui zhao 3Ddan mo xi han liang cong 0dao 0.4wt%,ma ca ji shu zai 0.53-0.68zhi jian ,mo hao liang cong 6.81g/(kN·m)zeng jia dao 23.39g/(kN·m)。(2)tong shi tian jia han liang wei 0.8wt%de 3Ddan mo xi he lin pian dan mo ,Cu-5wt%Snfen mo ye jin cai liao de mi du ,chong ji jiang du he bu shi ying du zui xiao ,ji 7.68/cm~3、8.1J/cm~2he 85.3HBW,dian zu lv zui da ,wei 0.129μΩ·m。sui zhao 3Ddan mo xi han liang cong 0dao 0.4wt%,ma ca ji shu zai 0.22-0.43zhi jian ,mo hao liang cong 60.47g/(kN·m)zeng jia dao 93.92g/(kN·m)。(3)tong shi tian jia han liang wei 0.8wt%de 3Ddan mo xi he gao tan ge tie ,Cu-5wt%Snfen mo ye jin cai liao de mi du 、chong ji jiang du he bu shi ying du zui xiao ,ji 6.48g/cm~3、2.1J/cm~2he 59.8HBW,dian zu lv zui da ,wei 0.268μΩ·m。sui zhao 3Ddan mo xi han liang cong 0dao 0.8wt%,ma ca ji shu zai 0.30-0.45zhi jian ,yang pin de mo hao liang cong 69.29g/(kN·m)zeng jia dao 133.52g/(kN·m)。(4)tong shi tian jia han liang wei 0.8wt%de 3Ddan mo xi he tan hua gui ,Cu-5wt%Snfen mo ye jin cai liao de mi du 、chong ji jiang du he bu shi ying du zui xiao ,ji 6.36g/cm~3、1.9J/cm~2he 58.4HBW,dian zu lv zui da ,wei 0.250μΩ·m。sui zhao 3Ddan mo xi cong 0-0.8wt%,ma ca ji shu zai 0.23-0.36zhi jian 。yang pin de mo sun liang xian xia jiang hou shang sheng ,3Ddan mo xi han liang wei 0.2wt%,mo hao liang zui xiao ,wei 80.80g/(kN·m);dang 3Ddan mo xi han liang wei 0.8wt%shi ,mo hao liang zui da ,wei 150.62g/(kN·m)。(5)tong shi tian jia han liang wei 0.8wt%de 3Ddan mo xi he tong bao fu dan mo fen ,Cu-5wt%Snfen mo ye jin cai liao de mi du 、chong ji jiang du he bu shi ying du zui xiao ,ji 6.64g/cm~3、3.6J/cm~2、76.7HBW,dian zu lv zui da ,wei 0.201μΩ·m,sui zhao 3Ddan mo xi cong 0-0.8wt%,ma ca ji shu zai 0.15-0.25zhi jian ,yang pin de mo hao liang cong 62.99g/(kN·m)zeng jia dao 133.52g/(kN·m)。(6)sui zhao shao jie ya li de zeng jia ,3Ddan mo xi /gao tan ge tie 、3Ddan mo xi /tan hua gui he 3Ddan mo xi /tong bao dan mo fen zeng jiang de Cu-5wt%Snfen mo ye jin cai liao de zeng ge xing neng de dao ming xian gai shan ,shao jie wen du de zeng jia dao zhi li xue xing neng chu xian le bu tong cheng du de jiang di 。

论文参考文献

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  • 论文详细介绍

    论文作者分别是来自广西民族大学的伊春强,发表于刊物广西民族大学2019-07-10论文,是一篇关于石墨烯论文,铜基粉末冶金材料论文,力学性能论文,导电论文,摩擦磨损论文,广西民族大学2019-07-10论文的文章。本文可供学术参考使用,各位学者可以免费参考阅读下载,文章观点不代表本站观点,资料来自广西民族大学2019-07-10论文网站,若本站收录的文献无意侵犯了您的著作版权,请联系我们删除。

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