微米級短碳纖維/銅基復合材料組織和摩擦性能研究

編號：CYYJ02553

篇名：微米級短碳纖維/銅基復合材料組織和摩擦性能研究

作者：李玲 陳卓 方華嬋 朱佳敏

關(guān)鍵詞： 微米級碳纖維 碳纖維/銅復合材料 球磨 摩擦系數(shù) 體積磨損率

機構(gòu)： 中南林業(yè)科技大學機電工程學院 中南大學粉末冶金研究院

摘要： 以電解銅粉和酚醛樹脂包覆的毫米級短碳纖維為原料,通過球磨—冷壓—加壓燒結(jié)制備了微米級短碳纖維/銅復合材料,研究了短碳纖維長度和分散程度對材料力學和摩擦性能的影響。結(jié)果表明:球磨工藝可有效縮短碳纖維長度,制備均勻分散且長度均勻(20~40μm)的微米級碳纖維,進而保證了材料在摩擦過程中可連續(xù)產(chǎn)生均勻細小的碳顆粒以阻礙材料的黏著,改善材料的摩擦穩(wěn)定性和耐磨性。球磨時間不足時,短碳纖維長度差異大且局部存在纖維纏結(jié),摩擦過程中富銅區(qū)黏著加劇,易產(chǎn)生片狀脫落,磨損較大(2.32×10-4mm3/(m·N));球磨時間過長時,短碳纖維損傷嚴重,產(chǎn)生大量碳顆粒與短碳纖維共存,過多的碳銅界面和缺陷促進了材料摩擦過程中疲勞損傷導致的大量剝層磨損,耐磨性降低;球磨3 h制備的復合材料綜合性能較好,彎曲強度和體積磨損率達到332.9 MPa和1.00×10-4mm3/(m·N),摩擦系數(shù)波動范圍寬度約為0.0834。