[發(fā)明專利]一種增強型銅基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用在審
| 申請?zhí)枺?/td> | 201911094159.3 | 申請日： | 2019-11-11 |
| 公開（公告）號： | CN110952044A | 公開（公告）日： | 2020-04-03 |
| 發(fā)明（設(shè)計）人： | 曾宇平;尹金偉;左開慧;夏詠鋒;姚冬旭;梁漢琴 | 申請（專利權(quán)）人： | 中國科學院上海硅酸鹽研究所 |
| 主分類號： | C22C49/02 | 分類號： | C22C49/02;C22C49/14;C22C47/14;C22C47/08;C22C47/02;F16D69/02;F16H55/17;F16H55/22;H01R39/20 |
| 代理公司： | 上海瀚橋?qū)＠硎聞?wù)所(普通合伙) 31261 | 代理人： | 曹芳玲;鄭優(yōu)麗 |
| 地址： | 200050 *** | 國省代碼： | 上海;31 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 增強 型銅基 復(fù)合材料 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明涉及一種增強型銅基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，具體涉及一種β?Sialon晶須增強銅基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，所述復(fù)合材料以銅或銅基合金為基體相，以β?Sialon晶須作為增強相，所述β?Sialon晶須分布在基體相中；所述β?Sialon晶須的體積分數(shù)為3～30%。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明涉及一種增強型銅基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，具體涉及一種β-Sialon晶須增強銅基復(fù)合材料及其制備方法和應(yīng)用，屬于高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電以及摩擦材料領(lǐng)域。
背景技術(shù)
銅及銅基合金是重要的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和摩擦材料。現(xiàn)代航空、航天、電子、汽車、以及新能源產(chǎn)業(yè)等的迅速發(fā)展，對材料的性能提出更高的要求，傳統(tǒng)單一的銅及銅合金材料難以滿足日益苛刻的輕質(zhì)、高強的需求，復(fù)合化成為此類材料發(fā)展的一個重要方向。發(fā)展具有高強度、高模量、良好耐磨性能、良好的抗疲勞性能、熱膨脹系數(shù)小、密度低的銅基復(fù)合材料變得尤為迫切。
目前對銅基材料的增強主要以加入TiB2、TiC、SiC等顆粒增強為主。陶瓷顆粒或晶須的加入，可以強化基體，減少摩擦過程中抵抗對偶微凸體的犁削磨損。當材料表面受到摩擦而產(chǎn)生裂紋時，金屬相由于強度較低因而裂紋較容易擴展，而當裂紋擴展至陶瓷相時，由于陶瓷相具有很高的強度，因此裂紋沿著相界面產(chǎn)生偏折或者需要更大的作用力使陶瓷相破裂，以上情況可以有效提高材料的斷裂功，減少表面材料的脫落，從而提高其抗摩擦性能。同時，由于陶瓷相的加入，金屬材料失去光滑的表面，提高了材料的摩擦系數(shù)。中南大學孟康龍等人[1]運用SiO2顆粒結(jié)合α-SiC晶須增強銅基復(fù)合材料，使材料的平均動摩擦系數(shù)提高到了0.31，基體的顯微硬度提高到840.9HV。杜建華等人[2]采用納米SiC晶須作為增強相，制備了Cu基復(fù)合材料，添加一定量的晶須，材料的耐磨性得到明顯改善，當晶須添加量為0.3％時，材料的耐磨性能最高，相比純銅材料降低幅度達到58％。相比于常用的顆粒增強機制，晶須增強容易獲得更高的機械強度，有利于減少摩擦過程中的磨損量。專利1(中國公開號CN104451476A)公開了一種一種表面改性晶須增強銅基復(fù)合材料及其制備方法，這種方法制備的材料具有良好的力學和導(dǎo)熱性能，但所采用的β-Si3N4晶須成本較高。
參考文獻：
[1]孟康龍,姚萍屏.α-SiC的粒度對銅基摩擦材料摩擦磨損性能的影響[J].粉末冶金材料科學與工程,2010,15(03):294-299.
[2]杜建華,劉貴民,宋婭玲,鄧智昌,謝鳳寬.納米SiC晶須增強銅基納米復(fù)合材料摩擦學性能研究[J].裝甲兵工程學院學報,2009,23(01):77-80.。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明中，首次利用β-Sialon晶須作為增強體制備了一種β-Sialon晶須增強銅基復(fù)合材料，該復(fù)合材料以銅或銅基合金為基體相，以β-Sialon晶須作為增強相，所述β-Sialon晶須分布在基體相中；所述β-Sialon晶須的體積分數(shù)為3～30％。
在本公開中，β-Sialon晶須是一類具有特殊結(jié)構(gòu)的微小棒狀材料，其具有一定的長徑比。以之為增強體制備銅基復(fù)合材料，一方面可以利用β-Sialon晶須高強度、高耐磨的特點，提高摩擦材料的耐久度，另一方面保留了銅基體高導(dǎo)熱、高導(dǎo)電的特點，保證了其在傳熱、導(dǎo)電等方面的應(yīng)用。所得β-Sialon晶須增強銅基復(fù)合材料的熱導(dǎo)率高、強度高、硬度高、摩擦系數(shù)高、抗磨損性能好。相比而言，β-Sialon晶須具有較優(yōu)異的力學性能，同時其制備成本低，作為銅基復(fù)合材料的增強相，具有良好的應(yīng)用前景。
較佳的，所述β-Sialon晶須的形狀為長棒狀，晶須直徑介于0.2～5μm之間，長度介于0.6～50μm之間，晶須長徑比介于3～100之間。
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