导读:本文包含了钨铜金属基复合材料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:石墨,复合材料,金属,负载,微波,组织结构,特性。
钨铜金属基复合材料论文文献综述
王娇娇[1]（2018）在《石墨烯表面负载金属及其掺杂钨铜复合材料的研究》一文中研究指出钨铜触头作为高压断路器的核心部件,承载导通电流,当过载时及时分断故障电流,以保证电网的安全。在分断故障电流时,在WCu触头表面会形成高密度的大电弧,造成触头表面熔化。采用细化晶粒和微合金化的方法可使触头材料具有高的强度和分散电弧特性,能抑制触头的过早烧蚀。尽管近年来从细化显微组织和微合金化继而获得高强度和分散电弧等方面取得巨大的发展,但是在提高强度、分散电弧的同时,必然导致触头导电性能的下降。这对电压等级、开断电流越来越高的高压断路器来讲是非常不利的。为此,本课题引入超强、高导的石墨烯作为掺杂相,在石墨烯表面负载金属,解决以往钨铜合金性能此消彼长的矛盾,解决石墨烯与基体严重的界面反应、润湿性差及易团聚的问题。本文采用化学镀方法制备石墨烯负载金属粉体,然后利用放电等离子体烧结(SPS)和熔渗烧结技术制备Cu@graphene/WCu(Cu@Gr/WCu)复合材料,采用SEM、XRD、TEM、AFM、拉曼、红外及维氏硬度计、数字金属电导率仪等对石墨烯负载金属粉体及钨铜合金微观组织,力学性能和电学性能进行了分析。结果表明:利用Hummer's法以鳞片石墨为原料制备氧化石墨,然后再将氧化石墨加入分散剂中超声剥离为氧化石墨烯溶液,加入含有硫酸铜或硫酸镍,还原剂等的镀液中利用改进的化学镀方法即一步还原法制备石墨烯负载金属粉体。石墨烯表面的铜颗粒为晶体结构,镍颗粒为非晶结构,金属粒子分布均匀且高度分散,负载效果较好。铜颗粒、镍颗粒和石墨烯的结合方式为化学结合。掺杂石墨烯负载铜的钨铜复合粉体在1150°C,保温10min,压力为30MPa的工艺条件下,由放电等离子体烧结为块体,其主要由钨、铜和石墨烯组成。石墨烯以片状的形式分布于网络状的粘结相铜上。少量掺杂量的石墨烯负载铜粉体一方面可部分避免钨与石墨烯的反应生成碳化钨,另一方面使钨铜合金的电性能与机械性能协同提高。当石墨烯负载铜的掺杂量为0.45wt%时,钨铜合金电导率和硬度分别是43.1%IACS,238HV。与未掺杂石墨烯负载铜的钨铜复合材料相比,分别提高了79.65%,15%。掺杂石墨烯负载铜的钨铜复合粉体在1300°C,保温90min的工艺条件下,由普通熔渗烧结为块体,其主要由钨、铜和石墨烯组成。当石墨烯负载铜的掺杂量为0.45wt%时,钨铜合金的电导率和硬度分别是46.6%IACS,238HV。与未掺杂石墨烯负载铜的钨铜复合材料相比,分别提高了30.2%,5%。提出了石墨烯负载铜及SPS烧结石墨烯负载铜增强钨铜复合材料的形成机理。石墨烯负载铜的形成首先是金属铜离子吸附于氧化石墨烯表面的含氧官能团,然后在还原剂的作用下,氧化石墨烯及金属离子同时还原得到石墨烯负载铜。Cu@Gr/WCu的形成机理是,在由压头流出的直流脉冲电流的作用下,钨颗粒及石墨烯负载铜表面聚集大量焦耳热,聚集的热量迅速传递到其他颗粒间然后布满整个样品。经过烧结,最后得到粘结相铜呈连续网络状分布,骨架相钨和掺杂相石墨烯均匀分布在其周围的连续网络状结构的石墨烯增强钨铜合金。(本文来源于《西安理工大学》期刊2018-06-30）
许磊[2]（2016）在《微波加热金属铜粉及熔渗烧结钨铜复合材料特性研究》一文中研究指出钨铜复合材料作为一种性能优异的功能材料,在集成电路、触头材料、电火花加工、等离子电极、高温模具以及其他要求导电导热性能和高温使用的场合等方面得到广泛应用,成为当今研究的热点之一。随着现代科学技术的发展,对钨铜复合材料质量和性能都提出了更高的要求,也对材料制备工艺提出新的开发要求。目前,熔渗技术在制备高性能钨铜复合材料方面被广泛应用,通过改进传统熔渗烧结技术,开发高效、节能和环保的钨铜复合材料熔渗烧结新技术,具有十分重要的现实意义。微波烧结具有升温速度快、能源利用率高、加热效率高和安全无污染等特点,在材料制备领域已发展成为制备高质量新材料的重要技术手段,特别是在粉末冶金材料制备中具有广阔的应用空间。本论文结合熔渗法制备高性能钨铜复合材料技术特点和微波烧结技术优势,提出采用微波加热熔化金属铜粉以及熔渗烧结钨铜复合材料制备新工艺,并开展了金属铜粉在微波场中的熔化特性、微波加热金属铜粉机理、以及钨铜复合材料制备和相关性能等方面研究。(1)系统开展了金属铜粉在微波场中的升温特性研究,定量描述金属铜粉在微波场中的升温曲线,对微波加热金属铜粉至熔化过程中的微观结构变化和致密化进行分析,并开展微波加热金属铜粉烧结动力学研究。结果表明微波对金属铜粉有较好的加热特性,可快速将金属铜粉加热至熔化,且微波对金属铜熔体仍有一定的加热效果；此外,微波加热金属铜粉的升温速率与粒径的倒数呈线性关系,即随粒径的减小,微波加热效率及升温速率也越高。微观结构观察和密度测定结果显示,当温度低于900℃时,铜粉烧结体的密度变化不大,而当温度高于900℃以后,烧结体的致密化过程明显加速,且在熔点以下烧结时,物质的迁移以颗粒内部扩散迁移为主；通过烧结机构研究表明,微波加热金属铜粉烧结过程中密度的变化符合综合作用机制,且烧结过程中的物质迁移方式符合粘性流动烧结规律。(2)探讨了微波加热金属铜粉的作用机理,测定了金属铜粉的升温介电特性,表征了微波对金属铜粉的趋肤性能,并描述了金属铜在微波场中的电耦合特性,针对微波熔化金属铜粉开展了相关机理研究。结果表明,金属铜粉具有一定的等效介电特性,且随温度的升高,铜粉介电常数和介电损耗升高到一定程度后趋于稳定并出现降低趋势,表明微波加热铜粉到一定温度后,通过介电损耗进行加热的方式将减弱。通过计算表明微波对细颗粒金属铜粉具有一定趋肤深度和较大的作用体积,对粒径为25μm的规则球状铜粉,微波作用体积为28.6%,而对枝状铜粉来说,其表面均为3-5μm直径的球冠结构,微波可以实现对其进行整体加热,具有更好的加热效果。针对金属在微波场中的电耦合特性,表征了金属铜在微波场中的趋肤效应,结果显示铜在微波电磁场作用下表面会聚集高密度的电荷而产生电势差,当微波输出功率为2kW时,间距为320μm、直径为1cm的两个对偶金属铜块表面单位面积互耦电压可达335 V/cm2,且随作用面积的减小而呈向上抛物线增加,因此,在铜粉表面接触时可以通过电导损耗和尖端放电效应使金属铜粉表面快速升温。此外,在微波作用下变化的磁场将在金属铜粉表面产生不同形式的涡流,在达到一定温度后,由涡流而产生的微波能量损耗将是金属铜粉加热的主要机制。(3)开展了微波熔渗烧结技术制备钨铜复合材料相关工艺研究,并对材料的显微结构、孔隙分布、密度、硬度、热导率、电导率及热膨胀性能等进行了分析和测定。研究了铜粉含量、烧结温度和时间、钨粉粒径等主要因素对材料显微结构和物理机械性能的影响,探索了微波熔渗烧结钨铜复合材料烧结工艺、组织结构及材料性能间的关联特性。研究结果表明,该工艺中金属铜对钨颗粒的包覆性好,添加5%、8%和20%铜粉的钨铜复合材料的孔隙率分别为3.40%、2.57%和1.23%,随铜粉添加量的增加,材料的孔隙率逐渐减小。钨铜复合材料的密度随温度的升高而增加,而当烧结温度高于1200℃时,材料已基本实现致密化,此时WCu20复合材料密度达到15.25g/cm3,相对密度为97.51%,继续升高温度时密度增加平缓。材料的硬度随铜含量的增加而减小,且随温度的升高,硬度呈先增加后降低的趋势,当烧结温度为1200℃、保温1h时,WCu20复合材料硬度为222HBS,具有较好的性能。物理性能测试结果表明,材料的热导率随温度升高呈现两个不同的下降速率,铜含量影响热导率降低的速率及其转变温度；热膨胀系数随温度的升高而线性增加,在37-40℃区间内,WCu8复合材料和WCu20复合材料的平均热膨胀系数分别为6.5×10-6/-C和8.5×10-6/0C,具有较低的热膨胀系数；而电导率测试结果显示较优的性能,WCu5、WCu8和WCu20复合材料的电导率(IACS%)分别为26%、33.5%和37%,达到国家标准规定的要求。(4)结合微波熔渗烧结钨铜复合材料的工艺特征和研究热点,开展了以钨粉表面镀铜为原料通过微波熔渗烧结制备WCu20复合材料新工艺研究,同时开发了微波热压烧结新装备,并开展微波强化热压烧结钨铜复合材料新工艺研究。采用化学镀的方法在钨粉表面镀铜,结果显示在温度为60-C,pH值为12-13时,以甲醛(53m1/L)作为还原剂,铁氰化钾(0.3g/L)作为稳定剂,采用酒石酸钾钠(15g/L)和EDTA-2Na (19g/L)共同作为络合剂的情况下,钨粉表面镀层厚度相对均匀,大致在0.8-1μm左右范围,化学镀铜效果较好；采用镀铜钨粉为原料进行微波熔渗烧结制备WCu20复合材料,组织结构分布均匀,复合材料的密度相对较高,在1100-C条件下烧结1h可达15.22g/cm3,相对密度为97.13%。微波热压烧结制备的WCu20复合材料具有组织均匀、结构致密和机械性能好等优点,在微波强化热压烧结条件下,有利于铜组元的晶面滑移,促进铜在材料中的迁移和颗粒重排,从而快速实现材料基体的均匀化和致密化,结果显示在40MPa压力下烧结WCu20复合材料的密度为15.42g/cm3,相对密度达98.65%,表现出更优的烧结性能,具有更大的应用空间和技术推广。(本文来源于《昆明理工大学》期刊2016-03-01）
钨铜金属基复合材料论文开题报告
（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：
钨铜复合材料作为一种性能优异的功能材料,在集成电路、触头材料、电火花加工、等离子电极、高温模具以及其他要求导电导热性能和高温使用的场合等方面得到广泛应用,成为当今研究的热点之一。随着现代科学技术的发展,对钨铜复合材料质量和性能都提出了更高的要求,也对材料制备工艺提出新的开发要求。目前,熔渗技术在制备高性能钨铜复合材料方面被广泛应用,通过改进传统熔渗烧结技术,开发高效、节能和环保的钨铜复合材料熔渗烧结新技术,具有十分重要的现实意义。微波烧结具有升温速度快、能源利用率高、加热效率高和安全无污染等特点,在材料制备领域已发展成为制备高质量新材料的重要技术手段,特别是在粉末冶金材料制备中具有广阔的应用空间。本论文结合熔渗法制备高性能钨铜复合材料技术特点和微波烧结技术优势,提出采用微波加热熔化金属铜粉以及熔渗烧结钨铜复合材料制备新工艺,并开展了金属铜粉在微波场中的熔化特性、微波加热金属铜粉机理、以及钨铜复合材料制备和相关性能等方面研究。(1)系统开展了金属铜粉在微波场中的升温特性研究,定量描述金属铜粉在微波场中的升温曲线,对微波加热金属铜粉至熔化过程中的微观结构变化和致密化进行分析,并开展微波加热金属铜粉烧结动力学研究。结果表明微波对金属铜粉有较好的加热特性,可快速将金属铜粉加热至熔化,且微波对金属铜熔体仍有一定的加热效果；此外,微波加热金属铜粉的升温速率与粒径的倒数呈线性关系,即随粒径的减小,微波加热效率及升温速率也越高。微观结构观察和密度测定结果显示,当温度低于900℃时,铜粉烧结体的密度变化不大,而当温度高于900℃以后,烧结体的致密化过程明显加速,且在熔点以下烧结时,物质的迁移以颗粒内部扩散迁移为主；通过烧结机构研究表明,微波加热金属铜粉烧结过程中密度的变化符合综合作用机制,且烧结过程中的物质迁移方式符合粘性流动烧结规律。(2)探讨了微波加热金属铜粉的作用机理,测定了金属铜粉的升温介电特性,表征了微波对金属铜粉的趋肤性能,并描述了金属铜在微波场中的电耦合特性,针对微波熔化金属铜粉开展了相关机理研究。结果表明,金属铜粉具有一定的等效介电特性,且随温度的升高,铜粉介电常数和介电损耗升高到一定程度后趋于稳定并出现降低趋势,表明微波加热铜粉到一定温度后,通过介电损耗进行加热的方式将减弱。通过计算表明微波对细颗粒金属铜粉具有一定趋肤深度和较大的作用体积,对粒径为25μm的规则球状铜粉,微波作用体积为28.6%,而对枝状铜粉来说,其表面均为3-5μm直径的球冠结构,微波可以实现对其进行整体加热,具有更好的加热效果。针对金属在微波场中的电耦合特性,表征了金属铜在微波场中的趋肤效应,结果显示铜在微波电磁场作用下表面会聚集高密度的电荷而产生电势差,当微波输出功率为2kW时,间距为320μm、直径为1cm的两个对偶金属铜块表面单位面积互耦电压可达335 V/cm2,且随作用面积的减小而呈向上抛物线增加,因此,在铜粉表面接触时可以通过电导损耗和尖端放电效应使金属铜粉表面快速升温。此外,在微波作用下变化的磁场将在金属铜粉表面产生不同形式的涡流,在达到一定温度后,由涡流而产生的微波能量损耗将是金属铜粉加热的主要机制。(3)开展了微波熔渗烧结技术制备钨铜复合材料相关工艺研究,并对材料的显微结构、孔隙分布、密度、硬度、热导率、电导率及热膨胀性能等进行了分析和测定。研究了铜粉含量、烧结温度和时间、钨粉粒径等主要因素对材料显微结构和物理机械性能的影响,探索了微波熔渗烧结钨铜复合材料烧结工艺、组织结构及材料性能间的关联特性。研究结果表明,该工艺中金属铜对钨颗粒的包覆性好,添加5%、8%和20%铜粉的钨铜复合材料的孔隙率分别为3.40%、2.57%和1.23%,随铜粉添加量的增加,材料的孔隙率逐渐减小。钨铜复合材料的密度随温度的升高而增加,而当烧结温度高于1200℃时,材料已基本实现致密化,此时WCu20复合材料密度达到15.25g/cm3,相对密度为97.51%,继续升高温度时密度增加平缓。材料的硬度随铜含量的增加而减小,且随温度的升高,硬度呈先增加后降低的趋势,当烧结温度为1200℃、保温1h时,WCu20复合材料硬度为222HBS,具有较好的性能。物理性能测试结果表明,材料的热导率随温度升高呈现两个不同的下降速率,铜含量影响热导率降低的速率及其转变温度；热膨胀系数随温度的升高而线性增加,在37-40℃区间内,WCu8复合材料和WCu20复合材料的平均热膨胀系数分别为6.5×10-6/-C和8.5×10-6/0C,具有较低的热膨胀系数；而电导率测试结果显示较优的性能,WCu5、WCu8和WCu20复合材料的电导率(IACS%)分别为26%、33.5%和37%,达到国家标准规定的要求。(4)结合微波熔渗烧结钨铜复合材料的工艺特征和研究热点,开展了以钨粉表面镀铜为原料通过微波熔渗烧结制备WCu20复合材料新工艺研究,同时开发了微波热压烧结新装备,并开展微波强化热压烧结钨铜复合材料新工艺研究。采用化学镀的方法在钨粉表面镀铜,结果显示在温度为60-C,pH值为12-13时,以甲醛(53m1/L)作为还原剂,铁氰化钾(0.3g/L)作为稳定剂,采用酒石酸钾钠(15g/L)和EDTA-2Na (19g/L)共同作为络合剂的情况下,钨粉表面镀层厚度相对均匀,大致在0.8-1μm左右范围,化学镀铜效果较好；采用镀铜钨粉为原料进行微波熔渗烧结制备WCu20复合材料,组织结构分布均匀,复合材料的密度相对较高,在1100-C条件下烧结1h可达15.22g/cm3,相对密度为97.13%。微波热压烧结制备的WCu20复合材料具有组织均匀、结构致密和机械性能好等优点,在微波强化热压烧结条件下,有利于铜组元的晶面滑移,促进铜在材料中的迁移和颗粒重排,从而快速实现材料基体的均匀化和致密化,结果显示在40MPa压力下烧结WCu20复合材料的密度为15.42g/cm3,相对密度达98.65%,表现出更优的烧结性能,具有更大的应用空间和技术推广。
（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。
钨铜金属基复合材料论文参考文献
[1].王娇娇.石墨烯表面负载金属及其掺杂钨铜复合材料的研究[D].西安理工大学.2018
[2].许磊.微波加热金属铜粉及熔渗烧结钨铜复合材料特性研究[D].昆明理工大学.2016
论文知识图
