碳纤维增强铜基复合材料的最新研究进展和应用.pdf

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1、·76·材料导报：综述篇2010年3月(上)第24卷第3期碳纤维增强铜基复合材料的最新研究进展和应用苏青青，李微微，刘磊，沈彬(上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室，上海200240)摘要碳纤维增强铜基复合材料是一种极具发展前途的金属基复合材料。介绍了碳纤维增强铜基复合材料的制备工艺，总结概述了目前短碳纤维增强铜基复合材料的物理力学性能研究进展及其在航空航天、汽车、电子方面的应用现状和前景。探讨分析了碳纤维增强铜基复合材料的研究开发趋向，对碳纤维增强铜基复合材料的研究开发和实际应用具有一定的指导意义。关键词碳纤维增强铜基复合材料研究进展应用Applic

2、ationandProgressinDevelopmentoftheCarbonFiberReinforcedCopperMatrixCompositesSUQingqing，LIWeiwei，LIULei，SHENBin(StateKeyLaboratoryofMetalMatrixComposites，ShanghaiJiaoTongUniversity，Shanghai200240)AbstractCarbonfiberreinforcedcoppermatrixcompositesisakindofmetalmatrixcompositeswith

3、agreatpotentialforthedevelopment．Areviewonthepreparationtechnologyandtheprogressinthestudyofthephysicalandmechanicalperformance(includingstrength，hardness，thermalconductivity，frictionandwearproperties)arepresented，aswellastheapplicationinfieldsofaerospace，automotive，electronics，et

4、c．ofthecarbonfiberreinforcedcoppermatrixcomposites．Onthebasisoftheresearchsituation，afuturedevelopmentviewisprospected．Keywordscarbonfiberreinforcedcoppermatrixcomposites，researchanddevelopment，application采用化学镀和电镀法等改善C／Cu界面的结合情况[9]。在此0引言方面，天津大学的王玉林等、合肥工业大学的凤仪等以及上碳纤维增强铜基复合材料以其优异的导电

5、、导热、减摩海交通大学的胡文彬等都做了大量工作，通过对工艺的不断和耐磨性能以及较低的热膨胀系数而广泛应用于航空航天、研究和优化，可以制备出镀层连续、均匀且无黑心现象的复机械和电子等领域[1]。正是由于这种材料优异的性能以及合丝[10,11]。在应用方面的优势，国内外对于碳纤维增强铜基复合材料的根据制备复合材料时铜基体的状态区分，制备碳纤维增研究一直没有间断过。从2O世纪7O年代末开始，国内有关强铜基复合材料的工艺和方法可分为固态法和液态法[1“]。研究机构和高等院校就相继展开了C／Cu复合材料的试验研1．1固态法究，并取得了重要进展_6]。本文从碳纤维表面

6、处理、制备工固态法是指Cu基体处于固态下的加工方法，这艺、力学性能、物理性能及应用方面对近几年的研究、开发和样可以避免铜与碳纤维之间的界面反应，如热压法、粉末冶应用工作进行了总结，以期对碳纤维增强铜基复合材料的研金法。究开发和实际应用提供参考和指导。热压法是制备碳纤维复合强化材料的传统工艺方法，其实质是一种扩散焊合法。在一定温度、压力下，把经过表面1碳纤维／铜复合材料的制备工艺研究进展，处理的碳纤维与铜箔层进行热压扩散促使碳铜复合，可制得复合材料的界面强度对其性能有直接的影响，合适的界致密、孔洞少、纤维分布均匀的复合材料。相对于粉末冶金面强度不仅有助于提高

7、材料的整体性能，还便于将基体所承法，热压法对纤维的损伤小，制得的材料性能较佳，但制成的受的载荷通过界面传递给纤维，充分发挥其增强作用l7]。材料易发生基体铜偏聚一边的现象。若采用预氧化法使镀由于碳纤维与铜基体的润湿性不好，若直接复合，C／Cu界面铜层氧化形成一层不易塑变的氧化亚铜，在随后的热压工序只能通过机械互锁联在一起，致使界面结合强度低，在承受中通过氢气将其还原，可以减轻偏聚，但同时也会带来氧化载荷时，易发生碳纤维增强体的拔出、剥离或者脱落，严重限亚铜在高温下对碳纤维的损伤_1。因此，如何解决碳纤维偏制了复合材料的发展与应用]。为了解决这一问题，目前多

8、聚问题尚有工作要做。*国家863项目(2007AA03Z546)苏