导读:本文包含了复合材料镀层论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:镀层,复合材料,合金,石墨,界面,金刚石,纳米。
复合材料镀层论文文献综述
潘彦鹏[1]（2019）在《双镀层法制备金刚石/铜复合材料及其性能研究》一文中研究指出金刚石/铜复合材料因具有高导热、低热膨胀、各向同性等优点,作为新一代电子封装材料得到世界范围内的广泛关注。本论文针对金刚石/铜复合材料存在界面结合强度低和金刚石颗粒分布不均匀等难点,提出采用双镀层金刚石颗粒结合冷压真空液相烧结的方法来制备高性能金刚石/铜复合材料。重点研究了金刚石表面镀碳化物和化学镀铜对复合材料显微组织、界面结合、热物理性能以及力学性能的改善,制备了具有高体分、高性能的金刚石/铜复合材料,研究表明:采用盐浴法在金刚石表面镀Mo、W以及磁控溅射法在金刚石表面镀Zr对金刚石进行表面改性可有效提高金刚石与铜基体的润湿性。在1000℃反应20～60min进行镀Mo,MoO_3粉末与金刚石表面反应被还原为低价态的MoO_2,随着反应过程中MoO_2完全反应生成Mo_2C后,在金刚石表面形成一层均匀连续的Mo_2C镀层。在1050℃反应10～30min进行镀W,W0_3被还原为低价态的W0_2,随着反应的进行逐渐生成W、W_2C和WC,直至W0_2反应完全,金刚石表面形成W/W_2C/WC镀层。采用高纯Zr为靶材,在金刚石表面磁控溅射镀Zr,在700℃热处理5～30min,使金刚石表面与Zr部分反应,形成内层为ZrC,外层为Zr的ZrC/Zr镀层结构。对镀碳化物后的金刚石进行化学镀铜,镀铜量占双镀层金刚石颗粒的体积分数为5～50vol.%。并通过与铜粉混合后冷压压制成形预制坯,放置于石墨模具中在1100℃进行真空液相烧结60min,研究表明,直接采用50～70 vol.%Diamond-Cu双镀层颗粒取代铜粉添加制备的复合材料的相对密度最高,达到99%以上。复合材料的热导率(TC)随着金刚石体分的增加而逐渐上升,当金刚石体分达到65vol.%时热导率性能最高,对于50～70vol.%金刚石/铜复合材料,采用Cu-Mo_2C-Diamond、Cu-W/W_2C/WC-Diamond、Cu-Zr/ZrC-Diamond双镀层金刚石颗粒制备的复合材料TC分别为565～622 W·m~-1·K~-1、588～672 W·m~-1·K~-1、615～720W·m~-1·K~-1。结合AMM模型与H-J模型分析,相比于镀覆元素类型,镀层厚度对界面热阻起决定性作用,与镀Mo、W相比,采用镀ZrC/Zr金刚石在烧结过程中,外层Zr元素扩散入铜基体,而较薄的ZrC镀层存留于界面处,厚度仅为300nm,有效降低了界面热阻。复合材料的热膨胀系数(CTE)随着金刚石含量的上升逐渐下降,单一金刚石体分的金刚石/铜复合材料的热膨胀系数随着温度的升高稳步提升,采用Cu-Mo_2C-Diamond、Cu-W/W_2C/WC-Diamond、Cu-Zr/ZrC-Diamond双镀层金刚石颗粒制备的复合材料的CTE分别为5.40～7.63×10~-6K-1、4.71～6.98×10~-6 K~-1、4.33～6.62×10~-6K~-1。通过Kerner模型、Turner模型与实验值进行对比,发现50～70vol.%金刚石/铜复合材料的CTE值更接近于Kerner理论曲线,说明升温过程中剪切应力与正应力同时存在于复合材料中。采用镀 Cu-Mo_2C-Diamond、Cu-W/W_2C/WC-Diamond、Cu-Zr/ZrC-Diamond双镀层金刚石颗粒制备的50vol.%金刚石/铜复合材料的抗弯强度分别达到178MPa、213MPa、365MPa。镀碳化物层提高了界面润湿性,同时镀铜层取代铜粉添加有效改善了金刚石颗粒分布的均匀性,使力学性能得到显着提升。镀ZrC/Zr金刚石中,ZrC与金刚石表面形成良好的化学键合,外层Zr元素在液相烧结过程中逐渐扩散入铜基体形成稳定的扩散结合,增加了界面在剪切应力作用下的切变阻力,使复合材料具有更为优异的力学性能。(本文来源于《北京科技大学》期刊2019-06-03）
李景奎[2]（2019）在《纳米Cu/ZnO镀层木基复合材料的制备及其物理特性研究》一文中研究指出近年来,高效性、环保性和多功能性的木材改良技术越来越受到青睐。无机纳米材料在力学、热学、光学、电学、磁学以及化学性质等方面存在着诸多的奇异特性。将各种无机纳米材料与木材复合,制备多功能性的木基无机纳米复合材料,对木材功能性改良、拓展木材应用领域和提高附加值等都具有重要的研究价值和实际意义。然而,传统化学方法会造成木材成分降解、体积收缩及其它杂质混入,对木材的天然性破坏较大;还存在着制备工艺复杂、污染环境、不安全、危害人体健康等一系列问题。针对上述传统化学方法存在问题,本论文以31年树龄的樟子松木材单板为基材,采用封闭剂和超声波等处理木材单板,利用磁控溅射法在木材单板表面生长Cu薄膜和ZnO薄膜,实现纳米Cu/ZnO镀层木基复合材料的制备;并利用纳米压痕仪、方块电阻测试仪、接触角测量仪、分光测色仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪等对纳米Cu/ZnO镀层木基复合材料的结构、力学性能、导电性能、润湿性能、抗老化性能、表面形貌和表面元素等进行表征。探讨不同溅射时间对木材单板金属化结构和物理性能渐变过程的影响;研究磁控溅射基底温度和超声波处理木材对镀铜木材单板物理性能的影响;用不同方法处理木材单板,利用磁控溅射法制备“封闭剂型”纳米ZnO/木材复合材料和“环保型”木基纳米ZnO复合材料,通过改变溅射时间和基底温度,研究木基纳米ZnO复合材料的物理性能变化情况。研究结果如下:(1)利用磁控溅射法来实现木材单板金属化,随着溅射镀膜时间增加,依然存在木材纤维素特征衍射峰,但是衍射峰强度明显减弱;同时,在2θ等于43.3°,50.4°和74.1°附近,出现了金属铜的Cu(111)、Cu(200)和Cu(220)的特征衍射峰,并且特征衍射峰强度随镀膜时间的增加逐渐增强。在木材单板表面生长铜薄膜,迅速增大了木材单板的弹性模量和硬度。镀膜时间为15min的样品,弹性模量和硬度增大了 24.1倍和17.3倍。溅射镀铜初期,没有形成连续薄膜,金属化木材单板表面导电性能较差。随着溅射镀膜时间增加,金属化木材单板的导电性能增强。材单板表面润湿性也实现了从亲水性向疏水性转变;溅射的铜原子在木材单板表面逐渐成核、长大,铜薄膜生长经历从岛状到网状再到连续成膜3个典型阶段的薄膜形成过程。(2)基底温度对磁控溅射镀铜木材单板的物理性能产生很大影响,在基底温度为200℃溅射条件下,金属化木材单板结晶性、力学性能(弹性模量和硬度)、疏水性能等物理性能更加优良;另外,200℃溅射样品方块电阻约是常温样品方块电阻的4.6倍,其导电性能下降明显;铜薄膜粒度基本是以小颗粒为主,以纳米颗粒呈现,铜薄膜均匀,排列致密,表面平整,粗糙度小,薄膜表面无裂痕,生长的铜薄膜质量也更加优良。(3)超声波处理能够加剧木材表面多孔性结构,使木材表面和内部孔隙通道变得清洁、光滑,利用磁控溅射法能够实现木材单板金属化,获得导电性能优良的木材单板,但金属化木材单板的横纹方块电阻要比顺纹的方块电阻大得多,横纹方块电阻是顺纹方块电阻2-3倍;溅射时间为15min(200℃)的样品,水接触角为149.9°,几乎具备疏水性能。(4)利用磁控溅射法制备“封闭剂型”纳米ZnO/木材复合材料,在2θ等于17.0°,22.5°,35.0°附近,依然存在木材纤维素结晶面(101、002和040)的衍射峰,但衍射峰强度和纤维素结晶度有所降低;溅射时间为40min的样品,出现了ZnO(100)、ZnO(101)特征衍射峰,但衍射峰强度较弱。溅射镀膜40min(200℃)的样品压痕载荷-位移曲线有较大的形状变化,弹性模量和硬度有所增大,分别增大了6.6和0.23倍;磁控溅射法在木材单板表面生长ZnO薄膜,能够改善木材的润湿性能,溅射镀膜40min(200℃)的样品的水接触角为140.2°,木材表面的润湿性能从亲水性变为疏水性。(5)不经过化学反应,也不使用任何化学有机溶液处理木材单板,利用磁控溅射法直接在木材单板表面生长ZnO薄膜,实现了“环保型”木基纳米ZnO复合材料制备。溅射时间为75min的样品,XRD图谱上出现了明显的ZnO(100)、ZnO(002)、ZnO(101)特征衍射峰。木基纳米ZnO复合材料的水接触角均超过了 130°,具有良好的疏水性能。经168h紫外加速老化实验证明,木基纳米ZnO复合材料均具有抵御紫外光侵蚀的能力,其中,溅射镀膜75min(200℃)样品的总色差值ΔE*为3.98,总色差值变化不大,仅为原始木材总色差值的23%。总之,利用磁控溅射法成功制备了纳米Cu/ZnO镀层木基复合材料,实现了木材多功能改良,为导电木材、疏水木材、超硬度木材和磁性木材等新兴木材制备提供了新的思路和可行性方法。(本文来源于《东北林业大学》期刊2019-06-01）
张相召,吴晓浪,刘桂武,骆文强,郭亚杰[3]（2018）在《Sn-3.5Ag-0.5Cu在高体积分数SiC_p/Al复合材料Ni-P(-SiC)镀层上的润湿性（英文）》一文中研究指出基于化学镀Ni工艺,研究Sn-3.5Ag-0.5Cu合金在Ni-P(-SiC)镀层/SiCp/Al基体上的润湿行为,分析镀层的显微结构和Sn-3.5Ag-0.5Cu/Ni-P(-SiC)镀层/SiCp/Al体系的润湿和界面行为。结果表明,SiC颗粒均匀地分布在镀层中,且Ni-P(-SiC)镀层与SiCp/Al复合材料之间没有界面反应。Sn-3.5Ag-0.5Cu对Ni-P、Ni-P-3SiC、Ni-P-6SiC和Ni-P-9SiC镀层/SiCp/Al基体对应的最终接触角分别为~19°、29°、43°和113°。在Sn-3.5Ag-0.5Cu/Ni-P-(0,3,6)SiC镀层/SiCp/Al界面处形成含有Cu、Ni、Sn和P的反应层,其主要包含Cu-Ni-Sn和Ni-Sn-P相。此外,熔融的Sn-Ag-Cu合金可以通过Ni-P/SiC界面渗入Ni-P(-SiC)复合镀层与SiCp/Al基体接触。(本文来源于《Transactions of Nonferrous Metals Society of China》期刊2018年09期）
曹宏伟,刘小琴,王超囡,彭成龙,孙初锋[4]（2018）在《金属基纳米复合材料不同复合镀层研究综述》一文中研究指出综述了我国近年来几种复合镀层的现状和研究成果,包括耐磨、耐腐蚀、减摩擦、耐高温复合镀层,有电接触功能等复合镀层,并举例各类金属基复合镀层的进展以及复合镀层的前景及展望。(本文来源于《山东化工》期刊2018年12期）
黄凯[5]（2018）在《高强度高导热镀层石墨铝复合材料的制备与性能研究》一文中研究指出天然鳞片石墨不仅具有高导热、低热膨胀、低密度的性能,还具有低廉的成本和极高的储存量这些优点,是一种商业价值很高的电子封装复合材料的增强体。而目前电子封装复合材料中最受关注的就是铝基金属复合材料,石墨/铝复合材料是目前的研究热点,但是其低下的力学性能一直制约着它的应用范围和前景。本论文主要使用化学法镀Cu和盐浴法镀Ti的方法对天然鳞片石墨进行表面改性,增强石墨片自身强度的同时改善石墨/铝复合材料的界面结合,达到提高复合材料抗弯性能和热导率等综合性能的目的。成功制备出抗弯强度超过100 MPa且X-Y面热导率大于400 W/(m·K)的高导热高强度复合材料,使其能作为一种优异的新型电子封装材料,使用在热管理应用中。主要研究内容如下:(1)选取盐浴法镀Ti和化学镀法镀Cu的方法对石墨表面进行改性,研究镀层元素和镀层工艺对石墨/铝复合材料表面结合的影响。(2)采用粉末冶金中的真空热压成型方式制备石墨/铝复合材料,详细探究了材料制备工艺及增强体对复合材料性能的影响及其内在原因。(3)对所制得的石墨/铝复合材料进行热导率和抗弯性能测试,对石墨铝复合材料的物质组成、界面形貌、增强体排布、致密度进行了分析,详细探究了石墨表面镀层后对复合材料性能的影响及其原因。(本文来源于《江汉大学》期刊2018-05-01）
史起源[6]（2018）在《金刚石/铝复合材料上镍磷合金镀层的制备及其焊接可靠性研究》一文中研究指出随着电子产业的快速发展,电子封装技术也随之飞速进步,伴随而来的是对高热导率、低热膨胀系数、低密度先进封装材料的迫切需求。金刚石/Al作为一种新的复合材料,很好地满足了上述对先进封装材料的各项要求,但该复合材料表面润湿性差,导致无法直接与其他材料焊接,极大地限制了其在电子工业上的应用。如何提高金刚石/Al表面的焊接性能并确保焊接之后得到的钎焊接头具有较高的可靠性,成为现在电子封装产业亟待解决的问题。据报道,化学镀Ni-P合金作为一种成本较低、效果较好的表面处理技术,能够极大提升金属等表面的焊接性能,且相较于传统的电镀工艺有着环境污染小的特点。但至今没有关于在金刚石/Al复合材料上成功制得Ni-P镀层的报导,更没有关于在该复合材料上制备得到的Ni-P镀层焊接性能及焊点可靠性的研究。本文进行了在金刚石/Al新型复合材料上化学镀Ni-P合金的工艺开发。利用改进后的化学镀配方与工艺,实现了金刚石/Al复合材料表面上Ni-P镀层的制备,制备得到的镀层厚度均匀、质量优异。对Ni-P镀层在金刚石/Al复合材料表面的生长机理与生长速率规律进行了分析。结果表明,化学镀前处理工艺中的敏化活化工艺使金刚石/Al复合材料基体的表面附着了 Pd原子,作为化学镀Ni-P沉积反应的活性中心;化学镀过程中,镀液中的Ni2+与H2PO2-主要在Pd原子周围发生氧化还原反应,沉积形成Ni-P胞体,胞体随着施镀时间的增加不断长大,最终聚合形成一层均匀连续的Ni-P镀层。研究了 Ni-P镀层的组成元素成分、镀层晶体结构、镀层与复合材料基体之间的结合强度、镀层表面粗糙度与润湿性等性质。结果表明,制备得到的Ni-P镀层P含量3.78～6.37wt.%,为多晶结构,且镀层中出现了晶粒细化。镀层与基体间平均结合强度为60.29MPa,可以满足工业上的要求。当镀层与熔化后的焊料表面接触角0>90°时,随着粗糙度的减小,接触角不断减小,镀层表面的润湿性增加;当0<90°时,随着粗糙度的减小,接触角不断增大,镀层表面的润湿性降低;综合看来,当施镀时间为60分钟左右所时,得到的Ni-P镀层表面粗糙度较低,镀层表面的润湿性最好,且施镀时间较短,成本较低,最适合应用于工业生产中。焊点可靠性方面,考察了镀有Ni-P镀层的金刚石/Al复合材料的焊接接头抗剪切性能与Ni-P/Sn-3.OAg-0.5Cu/Cu以及Ni-P/Sn63Pb37Cu两种焊接接头在125℃、150℃以及175℃下的热老化可靠性。结果表明,Ni-P/SAC305/Cu以及Ni-P/Sn63Pb37/Cu两种焊接接头中,Ni-P与焊料、Cu与焊料都形成了良好的冶金结合,界面处均没有出现缺陷,镀层/焊料侧金属间化合物主要是薄且均匀的(Cu,Ni)6Sn5。Ni-P/SAC305/Cu焊接接头的平均剪切强度是39.9MPa,Ni-P/Sn63Pb37/Cu焊接接头的平均剪切强度是41.2MPa,两种镀层的剪切强度都满足电子工业使用标准,但相较而言,利用Sn63Pb37焊料焊接得到的接头剪切强度更为稳定。在两种焊接接头内,在同样的存储温度、同样的存储时间下,镀层/焊料侧界面上的金属间化合物相较Cu/焊料侧生长更慢,更难出现脆性相Cu3Sn和Kirkendall孔洞等缺陷,表现出良好的可靠性。对两种焊接接头的镀层/焊料侧金属间化合物生长动力学进行了分析,得到125℃、150℃、175℃下界面处化合物(Cu,Ni)6Sn5的扩散系数系数与扩散激活能(Ni-P/SAC305:D125℃=4.17×10-19m/S2,D150℃=1.18 X 10-18m/s2,D1750℃ =3.45×10-18m/s2.Q=62.6kJ/mol;Ni-P/Sn63Pb37:D125℃=6.11×10-19m/s2 D150℃=2.15×10-18m/s2 D175℃=1.68×10-19m/s2,Q= 97.7kJ/mol),相比 Cu/SAC305 与 Cu/Sn63Pb37 界面处Cu6Sn5扩散常数与扩散激活能(Cu/SAC305:D160℃=4.54× 10-17m/s2,Q=49.9kJ/mol;Cu/Sn63Pb37:D150℃=8.23×10-18m/s2,Q=76.92kJ/mol)扩散系数较小,扩散激活能较大,Ni-P/焊料界面处金属间化合物更难生长,证明使用镀有Ni-P镀层的金刚石/Al复合材料的焊接接头拥有较高的可靠性。(本文来源于《中国科学技术大学》期刊2018-04-28）
张勤干,赵臻璐,黎昱[7]（2018）在《烷基硫醇自组装铜镀层及其树脂基复合材料界面性能研究》一文中研究指出为改善金属转移法制备的铜镀层与碳纤维增强氰酸酯树脂基复合材料的界面粘附性能,选用4种烷基硫醇偶联剂自组装膜(SAMs)改性铜镀层.通过表征改性前后镀层表面形貌、表面极性变化、烷基硫醇与铜镀层之间的化学键合情况,研究不同烷基硫醇对铜镀层与复合材料界面结合强度的影响.结果表明:4种烷基硫醇不同程度地提高了铜镀层与复合材料的界面结合强度,具有反应活性基团和长链结构的11巯基-十一烷酸(MUA)和11巯基-十一烷醇(MUOL)因与复合材料产生化学键连接和分子链缠结作用,形成铜镀层-SAM-复合材料的界面结构,使界面结合强度提高超过70%.(本文来源于《材料科学与工艺》期刊2018年06期）
王俊伟[8]（2017）在《镀层石墨/铝复合材料的热传导机制与力学性能研究》一文中研究指出半导体激光器自开发应用以来发展迅速,目前更是朝着高效率、高性能和小体积的方向飞速前进,随之也带来了一个散热难题。激光器运行时产生的热量越来越多,能否及时的把这些热量散发出去直接影响激光器工作的稳定性和可靠性。传统热管理材料的热物理性能很难同时满足激光器散热的需求,而新兴的石墨/铝复合材料因具有高热导、低热膨胀系数、轻密度和生成成本低廉等优异性能已成为热管理材料的核心竞争者。然而在制备过程中由于石墨与金属铝高温润湿性不好,很难得到结合致密的界面,因此改善界面也是目前研究的重点。本文选取在石墨粉体表面镀层的方法来调节石墨/铝复合材料的界面,深入研究石墨体积分数以及界面对于石墨/铝复合材料热导率的影响,并以此为基础,阐述石墨/铝复合材料的热传导机制,建立热导率的预测模型。针对石墨导热材料力学性能较差的问题,采用多种方式来提高石墨/铝复合材料的力学性能。本文的主要研究结果为:(1)采用盐浴法在石墨表面镀覆TiC和SiC,并通过调节混合粉体中Ti粉的含量,可以调节控制TiC镀层的厚度。石墨表面镀SiC过程中石墨片表面的C原子不断向Si原子方向扩散,并发生了化学反应生成SiC。SiC的生成方式有SiO2+C→SiC和Si+C→SiC两种,石墨表面镀覆TiC过程中,石墨粉体表面发生Ti、C反应生成了TiC。(2)对石墨/铝复合材料的显微组织、界面形貌以及界面调控手段进行了深入的研究,石墨/铝复合材料的组织形态随着石墨含量的增加,石墨片层会发生弯曲。通过对石墨表面镀覆TiC和SiC,在复合材料的界面分别形成graphite-TiC-Al和graphite-SiC-Al,界面中并未生成Al4C3相,复合材料的界面由不致密的Al-C弱结合变为了Ti、Si和石墨的化学结合以及碳化物和Al的冶金结合。(3)石墨/铝复合材料横向上热导率随着石墨片体积分数的增加而提高,并且提升显着,而纵向热导率随之降低。镀SiC处理后热导系数有了明显的提升,而镀TiC对热导率增益不大。此外,随着TiC镀层厚度的增加热导系数逐渐降低,但是抗弯强度逐步提升。(4)石墨/铝复合材料的热传导机制为铝中的电子传导+铝—石墨界面声子传导+石墨面内传导;在引入SiC、TiC镀层后,其热传导机制为铝中的电子传导+铝—镀层界面声子传导+镀层+镀层—石墨界面声子传导+石墨面内传导。并根据其热传导机制建立了热导预测模型,模型预测值和实验值吻合度较高。(5)通过对石墨表面镀层处理来强化石墨/铝复合材料,镀TiC石墨/铝复合材料的抗弯强度要明显高于未镀层复合材料,其抗弯强度达到116MPa,提高了将近一倍。未镀层复合材料的断裂方式主要是石墨从基体中拔出和石墨的脆性断裂。镀层会吸收大量的变形能量,在复合材料承受外力作用时,由于镀层在石墨和铝之间形成了连续平整的过渡层,增强了界面结合,复合材料中石墨片层发生了弯曲变形,形成了类似楼梯型的形貌。(本文来源于《河南师范大学》期刊2017-05-01）
邢灵冰[9]（2017）在《复合材料/镀层界面的短纤增强机理与工艺》一文中研究指出纤维增强树脂基复合材料具有高比强、高比模、耐疲劳和性能可设计等优点,表面金属化后的纤维增强树脂基复合材料不仅可以保留自身优异的力学性能,而且可以获得金属材料导电性强、耐磨损、密闭性强等功能,极大的扩展复合材料的应用范围。然而,复合材料具有各向异性、非匀质等特点,与金属材料相比其在表面预处理时难以获得均匀的微观表面,表面金属化后的复合材料,金属镀层与复合材料基底的极性差异较大,导致金属与复合材料结合界面较为脆弱。因此,研究提高复合材料/镀层间界面结合强度的方法具有显着的工程意义。该项研究得到“中央高校基本科研业务费专项资金资助”(DUT15QY27)。本文结合化学镀工艺理论、界面短纤维强化设计理论以及复合材料接触成型工艺特点,提出了一种提高复合材料/镍镀层界面结合强度的新方法,并对该方法的工艺过程以及界面强化机理开展了研究。具体工作如下:首先,制备含有镀镍短纤维的过渡层,并采用接触成型工艺制备复合材料层合板,将含有镀镍短纤维的过渡层均匀的涂覆在复合材料层合板表面,过渡层与复合材料共固化成型。其次,通过粗化、酸化和化学镀工艺在试件上具有过渡层的一侧表面制备一层致密的镍镀层,系统的研究了化学镀时间、装载量及复合材料表面粗糙度等工艺参数对金属镍镀层表面结构、镀层沉积厚度和沉积速率的影响规律,进而确定合适的化学镀工艺参数。最后,采用拉伸试验方法测量了镀层与复合材料的界面结合强度,研究了镀镍短纤维含量、复合材料表面粗糙度以及过渡层中镀镍短纤维方向性对镀层结合强度影响规律。采用扫描电镜与超景深显微镜观测镀层的表面结构以及复合材料/镍镀层界面特征,分析了镀镍短纤维对复合材料/镀层界面的强化机理。(本文来源于《大连理工大学》期刊2017-05-01）
李璞[10]（2017）在《石墨表面金属镀层对铜基石墨复合材料显微组织和性能的影响》一文中研究指出铜基石墨自润滑复合材料是由铜合金基体与石墨颗粒组成的复合材料,其兼有铜合金基体的强度高、导热快、导电性能好、耐电弧烧蚀等优异性能,又具有石墨的自润滑性能好等特点。其综合性能优良,是制备需要达到自润滑摩擦效果的零部件以及电接触导电零部件的理想材料,已广泛应用于交通、军工、航空航天、电子等领域。但是,铜和石墨在高温下几乎不润湿,在高温烧结过后铜基体与石墨颗粒的界面结合效果较差,制约了铜基石墨复合材料的应用和推广。本文采用粉末冶金工艺,制备了纯石墨、镀铜石墨、镀镍石墨铜基复合材料,并运用扫描电子显微镜(SEM)、高速往复摩擦磨损试验机、电化学工作站、能谱分析(EDS)等研究手段分析了石墨表面镀铜、镀镍对铜基石墨复合材料显微组织、摩擦磨损性能以及耐腐蚀性能的影响。通过改变铜基石墨复合材料中石墨的含量(0%Gr、1%Gr、3%Gr、5%Gr),研究了石墨含量对复合材料密度及显微硬度以及摩擦磨损性能的影响;同时,分析了不同磨损压力(10N、20N、40N、60N)下,叁种不同石墨铜基复合材料的摩擦磨损性能的改变。得出以下结论:(1)当材料其他成分一定的情况下,随着石墨含量的不断增加,纯石墨、镀铜石墨铜基复合材料的密度会随着下降,显微硬度也会随之不断下降;而对于镀镍石墨铜基复合材料来说,由于材料中镍元素的加入以及金属间化合物的生成使得材料表面的显微硬度随着石墨含量的不断增加而增加。(2)相比纯石墨铜基复合材料,含有金属镀层的结合界面处的结合更加紧密,孔隙也大大减少。对于镀镍石墨铜基复合材料来讲,镍与铜合金基体中的铜能无限互溶,复合材料在烧结的过程中,石墨表面镀镍层将与铜合金基体之间发生固溶反应,从而形成化合物Ni17Sn3和少量的Cu9NiSn3,这些化合物的生成将进一步提高石墨与铜合金基体间的界面结合效果。(3)在摩擦磨损初期阶段,与纯石墨铜基复合材料的摩擦系数(0.10~0.125)相比,镀铜石墨铜基复合材料及镀镍石墨铜基复合材料的摩擦系数(0.125~0.15)较高。磨损后期,与纯石墨铜基复合材料相比,镀铜石墨铜基复合材料及镀镍石墨铜基复合材料的摩擦系数低且稳定。(4)在本试验研究的范围内,随着石墨含量的不断增加,叁种石墨铜基复合材料的摩擦系数及磨损率均会随之变小。并且在相同石墨含量下,耐磨性按照纯石墨铜基复合材料、镀铜石墨铜基复合材料、镀镍石墨铜基复合材料的顺序有较大程度的提高。(5)镀镍石墨铜基复合材料基体在磨损的过程中能承受较大载荷,从而使复合材料由低磨损率向高磨损率转变的载荷加大,使其能够在更高的载荷条件下使用。(6)在腐蚀液为3.5%NaCl溶液的条件下,纯石墨铜基复合材料的自腐蚀电位corrE=-0.308V,自腐蚀电流密度corri为5.757 104 A/cm2-?;镀铜石墨铜基复合材料试样的自腐蚀电位corrE=-0.284V,自腐蚀电流密度4 21.421 10 A/cmcorri-(28)?;镀镍石墨铜基复合材料的自腐蚀电位c o r rE=-0.279V,自腐蚀电流密度为6 24.442 10 A/cmcorri-(28)?。相比纯石墨铜基复合材料、镀铜石墨铜基复合材料,镀镍石墨铜基复合材料的耐腐蚀性能有较大程度的提高,耐腐蚀性能的提高为镀镍石墨铜基复合材料提供了更广阔的应用前景。(本文来源于《重庆大学》期刊2017-05-01）
复合材料镀层论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
近年来,高效性、环保性和多功能性的木材改良技术越来越受到青睐。无机纳米材料在力学、热学、光学、电学、磁学以及化学性质等方面存在着诸多的奇异特性。将各种无机纳米材料与木材复合,制备多功能性的木基无机纳米复合材料,对木材功能性改良、拓展木材应用领域和提高附加值等都具有重要的研究价值和实际意义。然而,传统化学方法会造成木材成分降解、体积收缩及其它杂质混入,对木材的天然性破坏较大;还存在着制备工艺复杂、污染环境、不安全、危害人体健康等一系列问题。针对上述传统化学方法存在问题,本论文以31年树龄的樟子松木材单板为基材,采用封闭剂和超声波等处理木材单板,利用磁控溅射法在木材单板表面生长Cu薄膜和ZnO薄膜,实现纳米Cu/ZnO镀层木基复合材料的制备;并利用纳米压痕仪、方块电阻测试仪、接触角测量仪、分光测色仪、X射线衍射仪(XRD)、扫描电镜(SEM)和X射线能谱仪等对纳米Cu/ZnO镀层木基复合材料的结构、力学性能、导电性能、润湿性能、抗老化性能、表面形貌和表面元素等进行表征。探讨不同溅射时间对木材单板金属化结构和物理性能渐变过程的影响;研究磁控溅射基底温度和超声波处理木材对镀铜木材单板物理性能的影响;用不同方法处理木材单板,利用磁控溅射法制备“封闭剂型”纳米ZnO/木材复合材料和“环保型”木基纳米ZnO复合材料,通过改变溅射时间和基底温度,研究木基纳米ZnO复合材料的物理性能变化情况。研究结果如下:(1)利用磁控溅射法来实现木材单板金属化,随着溅射镀膜时间增加,依然存在木材纤维素特征衍射峰,但是衍射峰强度明显减弱;同时,在2θ等于43.3°,50.4°和74.1°附近,出现了金属铜的Cu(111)、Cu(200)和Cu(220)的特征衍射峰,并且特征衍射峰强度随镀膜时间的增加逐渐增强。在木材单板表面生长铜薄膜,迅速增大了木材单板的弹性模量和硬度。镀膜时间为15min的样品,弹性模量和硬度增大了 24.1倍和17.3倍。溅射镀铜初期,没有形成连续薄膜,金属化木材单板表面导电性能较差。随着溅射镀膜时间增加,金属化木材单板的导电性能增强。材单板表面润湿性也实现了从亲水性向疏水性转变;溅射的铜原子在木材单板表面逐渐成核、长大,铜薄膜生长经历从岛状到网状再到连续成膜3个典型阶段的薄膜形成过程。(2)基底温度对磁控溅射镀铜木材单板的物理性能产生很大影响,在基底温度为200℃溅射条件下,金属化木材单板结晶性、力学性能(弹性模量和硬度)、疏水性能等物理性能更加优良;另外,200℃溅射样品方块电阻约是常温样品方块电阻的4.6倍,其导电性能下降明显;铜薄膜粒度基本是以小颗粒为主,以纳米颗粒呈现,铜薄膜均匀,排列致密,表面平整,粗糙度小,薄膜表面无裂痕,生长的铜薄膜质量也更加优良。(3)超声波处理能够加剧木材表面多孔性结构,使木材表面和内部孔隙通道变得清洁、光滑,利用磁控溅射法能够实现木材单板金属化,获得导电性能优良的木材单板,但金属化木材单板的横纹方块电阻要比顺纹的方块电阻大得多,横纹方块电阻是顺纹方块电阻2-3倍;溅射时间为15min(200℃)的样品,水接触角为149.9°,几乎具备疏水性能。(4)利用磁控溅射法制备“封闭剂型”纳米ZnO/木材复合材料,在2θ等于17.0°,22.5°,35.0°附近,依然存在木材纤维素结晶面(101、002和040)的衍射峰,但衍射峰强度和纤维素结晶度有所降低;溅射时间为40min的样品,出现了ZnO(100)、ZnO(101)特征衍射峰,但衍射峰强度较弱。溅射镀膜40min(200℃)的样品压痕载荷-位移曲线有较大的形状变化,弹性模量和硬度有所增大,分别增大了6.6和0.23倍;磁控溅射法在木材单板表面生长ZnO薄膜,能够改善木材的润湿性能,溅射镀膜40min(200℃)的样品的水接触角为140.2°,木材表面的润湿性能从亲水性变为疏水性。(5)不经过化学反应,也不使用任何化学有机溶液处理木材单板,利用磁控溅射法直接在木材单板表面生长ZnO薄膜,实现了“环保型”木基纳米ZnO复合材料制备。溅射时间为75min的样品,XRD图谱上出现了明显的ZnO(100)、ZnO(002)、ZnO(101)特征衍射峰。木基纳米ZnO复合材料的水接触角均超过了 130°,具有良好的疏水性能。经168h紫外加速老化实验证明,木基纳米ZnO复合材料均具有抵御紫外光侵蚀的能力,其中,溅射镀膜75min(200℃)样品的总色差值ΔE*为3.98,总色差值变化不大,仅为原始木材总色差值的23%。总之,利用磁控溅射法成功制备了纳米Cu/ZnO镀层木基复合材料,实现了木材多功能改良,为导电木材、疏水木材、超硬度木材和磁性木材等新兴木材制备提供了新的思路和可行性方法。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
复合材料镀层论文参考文献
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