《碳纖維增強銅基複合材料的界面行為及其對性能的影響》是依託長春工業大學，由冉旭擔任項目負責人的青年科學基金項目。
基本介紹
- 中文名：碳纖維增強銅基複合材料的界面行為及其對性能的影響
- 項目類別：青年科學基金項目
- 項目負責人：冉旭
- 依託單位：長春工業大學
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目通過機械合金化、複合鍍和放電等離子燒結技術合成碳纖維增強的石墨/銅基複合材料，研究製備過程中的關鍵基礎理論問題，包括：① Cu與C（CF）之間的潤濕原理與界面行為；② 燒結緻密化過程中各級界面結構演變規律；③ 界面行為與性能匹配的規律等。達到的目標：① 揭示碳纖維表面處理過程中鍍層潤濕動力學機制和界面結合特徵；② 研究過飽和固溶體銅包碳形貌，提供改善C/Cu界面潤濕性的新方法；③ 探索脈衝電流作用下組織狀態和界面結構的演變行為，揭示不同緻密化方式影響界面結合的內在機制，及其對材料性能的影響規律；④建立起微觀的界面特徵與力學性能、電學性能和摩擦磨損性能之間的內在聯繫，從微觀層次和巨觀性能的角度揭示出材料複合的本質及其決定因素。並在此基礎上，提出機械激活和脈衝電流作用下電場放電激活的雙重激活作用機制，為發展先進的纖維增強金屬基複合材料及其製備新技術奠定必要的理論基礎。
結題摘要
銅基複合材料具有很高的強度、接近於純銅的導電導熱性、良好的抗電弧燒蝕能力和摩擦學性能，因此作為一種新型的先進材料具有很高的套用潛力。由於碳(石墨、碳纖維)和銅固溶度極低的特性，人們對其界面的潤濕性和界面結合特徵了解甚少，這在一定程度上阻礙了銅基複合材料的開發。本項目深入研究了碳纖維與銅、銅合金鍍層的潤濕性和界面結合特徵；研究了過飽和固溶體“銅包碳”形貌，尋求改善C/Cu界面潤濕性的新方法；探索了脈衝電流作用下組織狀態和界面結構的演變行為；揭示了在雙重激活機制(機械力作用下機械激活作用和脈衝電流作用下的電場的放電激活)作用下C(F)/Cu複合材料界面特徵及其對材料三方面性能(強度、摩擦磨損、導電性)的影響規律。本研究不僅有助於豐富人們對於金屬－碳潤濕性及其界面結構的認識，而且對於銅基複合材料的開發也有積極的指導意義，將為高性能銅基減摩耐磨複合材料的設計提供理論基礎。
