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《石墨烯增強銅基復合材料的制備及性能研究.pdf》由會員上傳分享,免費在線閱讀,更多相關內容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、化學工程師ChemicalEngineer2016年第O2期DOI:10.16247~.cnki.23—117l/tq.20160262誓程師石墨烯增強銅基復合材料!園::地的制備及性能研究張煜,宋美慧,李巖,李艷春,張曉臣(黑龍江省科學院高技術研究院,黑龍江哈爾濱150028)摘要:利用粉末冶金工藝制備石墨烯增強銅基(石墨烯/Cu)復合材料,并研究石墨烯含量對其組織結構及性能的影響。結果表明:當壓力一定時,隨著石墨烯含量的增加,復合材料密度、電導率均下降,硬度先增大后減小。當石墨烯質量分數(shù)達到3%
2、時,材料的密度和電導率降幅分別達12%和45%。關鍵詞:石墨烯/銅;粉末冶金;組織;硬度;密度;電導率中圖分類號:TB331文獻標識碼:AGraphenereinforcedCu-basecomposites:preparationandproperties’ZHANGYu,SONGMei—hui,LIYan—chun,ZHANGXiao—chen(1stituteofAdvancedTechnology,HeilongjiangAcademyofSciences,Harbin150028,Chin
3、a)Abstract:Inthiswork,graphene/Cucompositeswerepreparedbymeansofpowdermetallurgy.Theeffectofgraphenecontentonthestructureandpropertiesofgraphene/Cucompositeswasstudied.Theresultsrevealthatwhenthepressureremainsconstant,densityandelectricalconductivityb
4、othdecreasewiththeincreaseofgraphenecontent.whilehardnessdecreaseafterincreasingfirst.Whenthemassfractionofgraphenereaches3%.thereductionofdensityandconductivityofthematerialrespectivelyarriveat12%and45%.Keywords:graphene/Cu;powdermetallurgy;mierostruc
5、ture;hardness;density;electricalconductivity電接觸材料(又稱電觸頭材料),是開關電器、泛應用。本文利用粉末冶金技術,以石墨烯為增強儀器、儀表的重要元件,它被廣泛應用于各類繼電體,研究其添加量對材料組織性能的影響。器、斷路器和開關裝置中,承擔著接通和斷開電流的作用,其性能優(yōu)劣將直接影響儀器和設備運轉的1實驗材料及方法穩(wěn)定性和使用壽△【”。傳統(tǒng)的電接觸材料主要是銀、以200目銅粉和單層石墨烯粉末為原料,按石銅及其合金。但是,由于Ag基觸頭存在價格昂貴、墨烯質量
6、分數(shù)為0.5%、1%、2%和3%分別與銅粉進易硫化等問題,因此,研究者們一直試圖用價格相行混合,混粉工藝為:行星式球磨機N:氣氛下球磨對低廉且導電性能優(yōu)異的cu基觸頭取而代之。但4h,磨球材質為不銹鋼,球料比10:1,轉速200r·是,表面易氧化、導電性與強度難以兼顧又制約著min~。之后,利用壓力試驗機壓片,壓力為500MPaCu基觸頭的應用【4】。因此,能否解決上述問題成為保壓2min。真空條件下利用真空管式爐900oC×2hCu基觸頭能否廣泛應用的關鍵。燒結后,將所制備試樣利用SOPTOPAE
7、124J密度測石墨烯具有超大的比表面積(2630m·g),是量儀、華銀HBRV~187.5布洛維硬度計、霍斯特目前已知強度最高的材料(達130GPa),其載流子遷SIGMATEST2.069電導率測量儀分別測量試樣密移率達15000cm·(V·S)~,熱導率高達5150W·(m·度、硬度和電導率。K)~,是室溫下純金剛石的3倍】。如果能夠將石墨烯的優(yōu)異性能應用于cu基體中,將有望彌補Cu2結果與討論基電觸頭材料的不足,從而實現(xiàn)cu基電觸頭的廣2.1復合材料顯微組織分析收稿日期:2015—11一l6圖
8、1是復合材料的金相照片?;痦椖浚汗枮I市科技攻關項目(No.2013AA4AG003)由圖1可知,經(jīng)過球磨后的粉末混合均勻,石作者簡介:張煜(1988一),男,漢族,黑龍江齊齊哈爾人,碩士,研究墨烯均勻分布在銅基體中。對比(a)、(h)、(C)、(d)可實習員,研究方向:功能復合材料張煜等:石墨烯增強銅基復合材料的制備及性能研究2016年第02期加,復合材料的電導率逐漸下降,當石墨烯質量分參考文獻數(shù)達到3%時,材料的電導率降幅可達45%。根據(jù)晶[1]郭忠全.高性能銅