金属浸渗对碳碳复合材料组织、性能的影响

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1、大连理工大学硕士学位论文摘要随着电力机车的高速化趋势，目前我国所使用的受电弓滑板主体一粉末冶金滑板渐渐不敷使用。碳自润滑性能优异，碳纤维则具有高强度、高模量等特点，广泛用于制作纤维增强复合材料，金属铜、铝具有优异的导电性能及力学强度。因此，本文制备了碳／碳、碳／碳+渗铜、碳／碳+渗铝三种复合材料，开发具有良好综合性能的受电弓滑板用复合材料。对这三种复合材料的密度、导电性能、弯曲性能及硬度各方面进行了评价，并对这三种复合材料的摩擦磨损性能进行探讨。摩擦磨损试验中，研究了摩擦系数、磨损量与载荷、磨损距离的关系。基于上述

2、研究，获得如下主要结果：l、碳／碳+渗铜和碳／碳+渗铝复合材料的密度分别为4,589／em3、2．289／em3，比很多滑板材料的密度都小，这有利于滑板的轻型化发展趋势。碳／碳+渗铜和碳，碳+渗铝复合材料电阻率分别为0．24肛．Qm和O．1841a,t2m，可以满足受电弓滑板使用要求。2、碳／碳+渗铜和碳，碳+渗铝复合材料的弯曲强度较碳／碳复合材料高，分别为88MPa和196MPa，高于受电弓滑板材料的使用要求，复合材料中的碳纤维起到了纤维增韧补强作用。由于碳一铝润湿性强于碳一铜，因此碳／碳+渗铝的增强作用较碳／碳

3、+渗铜的效果好。3、碳，碳复合材料经金属浸渗之后，碳，碳+渗铜和碳／碳+渗铝复合材料的摩擦系数及磨损量较碳／碳复合材料的有所升高，其中碳／碳+渗铝比碳／碳+渗铜的抗摩擦磨损性能优异。4、复合材料在摩擦初始阶段磨损机理主要是磨粒磨损及粘着磨损，当摩擦膜产生后磨损机理为疲劳、剥层磨损。复合材料的摩擦系数及磨损量与摩擦表面的摩擦膜有关，当摩擦膜存在并起到润滑保护作用时，复合材料的摩擦系数及磨损量都减小；当摩擦膜受损产生表面剥落后，为产生新的摩擦膜，复合材料又开始磨粒磨损及粘着磨损，从而复合材料的摩擦系数和磨损量增大。关键

4、词：受电弓滑板；碳／碳复合材料；金属浸渗；摩擦金属浸渗对碳碳复合材料组织、性能的影响EffectofInfiltrationMetalonStructureandPropertiesofC／CCompositeMaterialsAbstractAtpresent，withthespeed-uppingtrendofelectricallocomotive,thepowdermetallurgicalpantographslidingplatethatisthemajorofpantographslidersinou

5、rcountryisnotsuitforthefasterrailway．It’sknownthatcarbon’sgoodlubricantperformanceandoarbonfiber’sperfectstrengthandmoduleperformanceiswidelyusedinfiberreinforcedmaterials．Atthesametime，copperandalumininrahavegoodconductivityandhighstrength．Inthispaper,wehavep

6、reparedthreecompositematerialsofC／c，C／C+Cu,C／C+A1whichhaveperfectintegratecapabilitytobeusedaspantographsliders．Theresearchofthispaperisthattheevaluationofthematerialsperformancessuchasdensity，electricalconductivity，flexurulstrengthandsu_rfae,ehmdnessofC／Ccomp

7、osite，C／C+Cu,C／C+AI．Samplingthatarecarriedoutwearexperimenthasstudiedtherelationsaswellaswearloss，loadandfrictioncoefficient，weardistance．Basedontheresearchesabove，theconclusionsofthispaperareasfollows：1ThedensityofC／C+CuandC／C+AIcompositesis4．599／em3,2．28g／e一

8、，respectively．Thesevaluesarelowerthanmanyotherpantographslidersmaterials．Itispropitioustothedevelopmentofcontractstripsmaterials．Theelectricconductivityofcompositesis0．24}lDm,0．184