Ti3SiC2纳米材料及其铜基复合材料的制备及摩擦学性能研究

来源 :江苏大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:boymaster
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
Ti3SiC2具有良好的电导率,较低的密度,它们既有与金属相似的良好的导热、导电性、相对柔软、可塑性好以及优越的可加工性,又有与陶瓷材料相近的物理化学性能,低密度、高熔点、抗氧化、高热稳定及耐磨性能。由于Ti3SiC2独特的性质,使其非常适合用作滑动电接触材料。但市场上的滑动电接触材料中,炭滑板的电阻率较大、强度不足、承载能力和耐磨性差;浸金属滑板的制备工艺复杂,造价高;传统粉末冶金受电弓滑板的摩擦系数大,磨耗严重。因此,改进Ti3SiC2的合成工艺、提高其合成纯度并促进其工业化生产,对开发新型高性能的电接触材料具有重要的理论意义和使用价值。   本文通过无压烧结法合成纯度较高的粉体Ti3SiC2,并使用Ti3SiC2、NbSe2作为增强相,通过粉末冶金法制备了Cu-Ti3SiC2-NbSe2复合材料,探索了新型电接触复合材料的配比和摩擦性能之间的关系。主要研究内容如下:   (1)通过优化混合方式将Ti、Si、石墨和Al等粉末按照一定配比混合后,在1420℃氩气保护下,采用无压烧结合成了Ti3SiC2粉末。用XRD和SEM分别分析了样品中的相成分、微观形貌,计算得出其质量百分含量,高达96.7%,研究了混合方式、原料的配比对合成Ti3SiC2的影响;讨论了烧结工艺中降温速率对Ti3SiC2微观形貌的影响,六方Ti3SiC2晶体的生长机理。本工艺原料混合简单有效,得到的产品纯度高,因而有助于实现Ti3SiC2粉末的批量生产。   (2)采用粉末冶金法将Ti3SiC2、六方片状的纳米NbSe2、与铜粉制成了Cu-Ti3SiC2-NbSe2复合材料,采用SEM手段表征表面形貌,并测试了其电学,力学等物理性能;测试Cu-Ti3SiC2-NbSe2复合材料的摩擦学性能,并对其摩擦磨损性能进行了研究,结果表明:   1)采用固相反应法,制备出纳米级的六方片层状的NbSe2。其尺寸大小非常均匀,分散性很好,纯度很高,仅有微量的Nb2O5杂质。   2)根据实验结果得出Cu-Ti3SiC2-NbSe2复合材料的各成分质量百分比的最佳配比Cu∶Ti3SiC2∶NbSe2=90∶4∶6,在此配比时此铜基复合材料具有最优的综合性能:硬度有一定的提高,抗弯强度有显著的提高,同时具有优良的导电性能,并大大提高了铜基复合材料的摩擦磨损性能。
其他文献
学位
晶片键合技术是一种能够实现异质兼容的有效方法,已经受到了相关领域的广泛关注。经过了十几年的发展,晶片键合技术现在已经被使用到了很多光电器件中,例如太阳能电池、垂直腔面
随着社会信息化进程的日益发展,信息技术应用已渗透到人类生存、活动的各个领域,由此智能小区应运而生。目前,居住小区智能化系统工程已成为房地产开发商投资的重点,智能小区
在以矩形波导为传输介质的通信雷达信息系统中,特别是接收机系统,极易受到与其工作频率相同的高功率微波的干扰或者损坏。首当其冲的是,接收机内部最前端的敏感电子设备。而高功
在热电站的建设过程中,蒸汽管道内输送的是高温高压的蒸汽,所以对于焊接连接管道的焊缝处需要进行一系列的热处理,面向管道焊接的热处理设备具有广泛的应用前景。   国内
纺织产品与人们的生活息息相关,随着社会的发展,人民生活水平的不断提高,人们对纺织品的安全性意识越来越强烈。纺织品的易燃性使其成为引起火灾事故的重要原因,很多国家都纷纷制