SiCp/Cu梯度功能材料激光制备研究

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SiC_p/Cu梯度功能材料作为一种较新颖的结构、功能于一体的复合材料,它综合了SiC与Cu的优异性能,具有良好的导电导热性、耐高温、耐磨性等,应用前景广阔。为了解决SiC与Cu润湿性的问题,本文首先采用化学镀的方法在SiC颗粒的表面上包覆一层Cu,并确定最佳镀覆工艺,然后将镀好Cu的SiC_p-Cu复合粉体与Cu粉混合好。最后通过采用激光熔覆法制备了SiC_p/Cu梯度功能材料(FGM),应用各种检测设备研究了材料的微观组织、导热性、致密性、显微硬度及耐磨性等。实验研究结果表明:(1)化学镀铜中镀覆工艺为硫酸铜20g/L、氢氧化钠11g/L、甲醛10mL/L、酒石酸钠50g/L、ɑ-ɑ’-联吡啶20mg/L、温度为40℃,可以获得较好的镀覆效果。(2)SiC_p/Cu FGM的Cu基体连续,梯度层间界面消失,增强相SiC_p在Cu基体中呈梯度分布,SiC_p含量较高时团聚现象较严重;FGM在制备过程中部分Cu被氧化生成Cu2O和CuO;FGM与熔覆基板结合良好。(3)SiC_p/Cu FGM从底层到最表层,其密度和致密度逐渐降低,其导热性常温下逐渐减小,其硬度逐渐提高,SiC_p体积含量为40%时,略有降低。(4)SiC_p/Cu复合材料的磨损量随着SiC_p体积分数的增加逐渐减小,材料的耐磨性逐渐提高,SiC_p/Cu FGM的耐磨性明显优于材料Cu,并且呈梯度分布。
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