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电力机车滑板材料的研究和开发，在较长时间内是个难以解决的问题，本研究设计制备了一种Cu/Ti2AlC功能梯度材料，使材料具有优异的导电性能和耐磨损性能，在使用过程中具有良好的抗氧化性能和较小的热应力，兼顾韧性和强度方面的性能，以满足电力机车受电弓滑板材料的在不同环境下的使用要求。本文的主要内容如下：本文研究了不同Cu/Ti2AlC复合材料的性能，通过不同保温时间，不同烧结温度，不同材料配比，不同烧结压力等参数的控制，及对材料的密度、显微硬度、摩擦系数、电阻率等性能和XRD进行测试，得到了性能优良的材料，为Cu/Ti2AlC功能梯度材料的制备提供参考。结果表明可知，通过在700℃保温1h，然后缓慢升温到950℃并保温1h，压力达30MPa时可以得到性能优良的材料。而随Ti2AlC含量的升高，硬度增大，相对密度降低，电阻率增大，摩擦系数降低。通过热压烧结法制备了4层Cu/Ti2AlC功能梯度材料，由富Cu层向富Ti2AlC层过渡时，材料的结构逐渐发生转变，Ti2AlC呈层片状分布在Cu的网络中，分布均匀，随着Ti2AlC含量的增加，由网状结构逐渐消失，逐渐变为块状及颗粒状分布。通过观察材料层与层界面的形貌，可以发现层与层之间的界面没有因成分的不同而产生裂纹，没有明显的界面，层与层之间通过互扩散连接，Cu-20Ti2AlC层与Cu-40Ti2AlC层的界面几乎不可见，结合非常紧密。材料从Cu-5Ti2AlC层到Cu-60Ti2AlC层过渡，电阻率、硬度提高，摩擦系数减小，材料的抗氧化性能提高，且烧结温度较高时，材料的性能有一定提升。材料的抗热震性能良好，在浓酸溶液中易被腐蚀，而在碱溶液中表现出优异的抗腐蚀性能。利用有限元分析法采用ANSYS软件模拟实际工作环境中纯Cu，2层复合材料，3层梯度材料，4层梯度材料的温度场及应力场分布。通过分析得出梯度材料温度场在材料内部是逐渐过渡的，富Cu的一侧温度变化平缓，富Ti2AlC一侧温度变化较大，梯度层数越多温度缓和越好。应力强度值随着梯度层数的增加而降低，应力主要集中的层间界面处，层数越多，层间的最大应力及应力区域越小，应力的缓和作用越明显。