论文题目: 纳米氧化锆增强铜基复合材料研究
论文类型: 硕士论文
论文专业: 材料学
作者: 高晶
导师: 郑冀
关键词: 粉末冶金,弥散强化,铜基复合材料,铜基自润滑复合材料,纳米氧化锆,摩擦学性能,正交设计实验
文献来源: 天津大学
发表年度: 2005
论文摘要: 本文采用粉末冶金法制备了纳米氧化锆增强铜基复合材料,分析研究了压制压力、ZrO2含量对材料性能的影响。结果表明,当ZrO2含量为8%时,Cu-ZrO2复合材料具有最佳的综合物理力学性能。强化相纳米级ZrO2粒子以弥散分布于铜基体内,有效的阻碍位错运动和晶界滑移,提高了铜基复合材料的强度和耐热性,并在保持高导电率的条件下,明显提高铜基复合材料的强度和硬度。在此基础上,通过考察材料的配方、工艺和性能及微观组织分析等手段,制备了一种机械强度高,摩擦磨损性能好的新型铜基自润滑复合材料。利用MG-2000型高速高温摩擦磨损实验机,考察该材料的摩擦学性能,使用扫描电子显微镜观察分析了磨损表面形貌,进而探讨了其摩擦磨损机理。正交设计试验结果表明,氧化锆和二硫化钼对摩擦学性能影响较为显著,石墨影响较小。通过正交设计实验,得到摩擦学性能最佳的铜基复合材料成分为:铜87%氧化锆5%石墨5%二硫化钼3%。研究表明这种材料的主要磨损形式为磨粒磨损、粘着磨损。
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ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 概述
1.1.1 复合材料
1.1.2 铜基复合材料
1.1.3 纳米科技与纳米材料
1.1.4 纳米陶瓷
1.2 国内外的发展状况
1.2.1 弥散强化铜基复合材料
1.2.2 铜基自润滑复合材料
1.3 铜基复合材料的强化机理
1.3.1 屈服强度
1.3.2 弥散强化合金的加工硬化
1.3.3 蠕变强度
1.4 材料的摩擦磨损机理
1.4.1 摩擦的基本理论
1.4.2 润滑机理
1.4.3 几种常用的固体润滑剂
1.5 前景展望
1.5.1 高强高导铜基复合材料
1.5.2 铜基自润滑复合材料
1.6 本课题的研究内容
第二章 实验方法
2.1 实验原料及性质
2.1.1 铜
2.1.2 氧化锆
2.1.3 氧化铅
2.1.4 石墨
2.1.5 二硫化钼
2.2 试样的制备
2.2.1 混料
2.2.2 压制
2.2.3 烧结
2.2.4 复压
2.2.5 镶样抛光
2.3 性能测试
2.3.1 密度
2.3.2 硬度
2.3.3 电导率
2.3.4 抗压强度
2.3.5 摩擦系数及磨损率
2.3.6 微观组织的观察
第三章 纳米氧化锆增强铜基复合材料
3.1 引言
3.2 压制压力对Cu-ZrO_2复合材料性能的影响
3.2.1 压制压力对Cu-ZrO_2密度的影响
3.2.2 压制压力对Cu-ZrO_2硬度的影响
3.2.3 压制压力对Cu-ZrO_2电导率的影响
3.3 ZrO_2含量对铜基复合材料性能的影响
3.3.1 ZrO_2含量对铜基复合材料密度的影响
3.3.2 ZrO_2含量对铜基复合材料硬度的影响
3.3.3 ZrO_2含量对铜基复合材料电导率的影响
3.3.4 ZrO_2含量对铜基复合材料抗压强度的影响
3.4 材料的微观组织分析
3.4.1 材料的扫描电镜分析
3.4.2 材料的弥散强化分析
3.5 本章小结
第四章 铜基复合材料的摩擦学性能研究
4.1 引言
4.2 材料的单组分实验
4.3 材料的正交设计实验
4.3.1 正交设计实验简介
4.3.2 正交设计实验
4.4 材料的磨损机制分析
4.4.1 单组分材料的磨损机制分析
4.4.2 正交设计试样的磨损机制分析
4.4.3 载荷对耐磨性的影响分析
4.5 磨屑的形貌和组织分析
4.5.1 磨屑的形貌分析
4.5.2 磨屑的成分EDS 分析
4.6 本章小结
第五章 结论
参考文献
发表论文及科研情况说明
致谢
发布时间: 2007-04-17
参考文献
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