铜粉增强UHMWPE基复合材料的拉伸和冲击性能研究
铜粉、石墨改性UHMWPE复合材料摩擦学性能研究
（ 州工程 学院 机 电工 程学 院 ， 州 ２ １０ ） 徐 徐 ２ ０ ８
Ｃ ｌ ｇ ｆ ｌｃｒ— ｃ ａｉａ Ｅ ｇｎ ｅｉｇ Ｘ ｚ ｏ ｎｔｕｅｏ ｅｈ ｏｏｙ， ｕｈ ｕ２ １ ０ ， ｈｎ ） ｏｌ ｅｏ ｅ ｔ ｍｅｈ ｎｃｌ ｎ ｉｅ ｒ ， ｕ ｈｕＩｓｉ ｔ ｆ ｃ ｎ ｌｇ Ｘ ｚ ｏ ２ ０ ８ Ｃ ｉａ ｅ Ｅ ｏ ｎ ｔ Ｔ
・１４・ ５
价值 工程
铜粉 、 石墨改性 Ｕ ＨＭＷＰ Ｅ复合材料摩 擦学性能研究
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ｏ Ｔｒｂｏ ｏ ｉ ａ ｏ ｒ ｉ ｓｏ ｐ ｒ ｓ ａ ｃ ｎ ｉ ｌ ｇ ｃ ｌＰｒ ｐｅ ｔｅ ｆＣｏ ｐｅ ，Ｇｒ ｐｈｉｅ Ｍ ｏ ｆｅ ａ ｔ ｄｉ ｄ ＵＨＭ Ｗ ＰＥ ｍ ｐｏ ｉｅ Ｍ ａｔ ｒａ ｓ ｉ Ｃｏ ｓｔ ｅ ｉ ｌ
ｔｉｏｏ ｉａ ｏ ｅ ｔ ｓｏ ｏ ｏ ｉｅｍａｅ ｉｌ ． ｅｐａ ｅ ｉｃ ｓｅ ｔｉ ｅａｌ ｒｂ ｌｇｃ ｐｒｐ ｒｉ ｆｃ ｍｐ ｓｔ ｔｒａｓ Ｔｈ ｐ ｒｄｓ ｕ ｓ ｄ ｉ ｎ ｄ ｔｉ ｌ ｅ ．
关键 词 ： Ｈ ＷＰ ； 粉 ； 墨粉 ； 擦磨损 Ｕ Ｍ Ｅ铜 石 摩
对于 扩 大 材 料 的 应 用范 围具 有 积 极 的 现 实 意 义【 石 墨 作 为一 种 常 ｌ 卅。 超 高 分 子 量 聚 乙烯 （ Ｈ Ｕ ＭＷＰ 以其 优 异 的摩 擦 学 性 能 日益 受 用 的 固体 润 滑 剂 ， 用 于 降 低 聚 合 物 的摩 擦 系数 ， 末填 料 铜 的 加 Ｅ） 常 粉 到 人 们 的 重 视 。 通 过 填 料 改 性 制 备 的 Ｕ ＭＷＰ Ｈ Ｅ复 合 材 料 ， 以 在 入也有利于降低聚合物 的摩擦系数和磨 损率 。 可 本工作分别以石墨和 Ｈ Ｅ， 摩 保 持 Ｕ ＭＷＰ Ｈ Ｅ优 良性 能 的同 时 ， 效 改 善 材 料 的综 合 力 学 性 能 ， 有 这 金属铜粉填充 Ｕ ＭＷＰ 研究 了填料 的添加量对材料力学性能、 擦学性能的影响 ， 比较 了 石 墨 和 铜 粉 在 改善 材 料 力学 性 能 、 擦 学 摩 性能方面 的差异 ， 并探讨 了复合材料 的磨损机理 。 基 金 项 目 ： 苏 省 自然 科 学 基 金 项 目（ Ｋ ０ ６ ３ ）江 苏省 教 育 厅 项 目 江 Ｂ ２ ００ １ ： （４ Ｊ ４ ０ ７ 。 Ｏ Ｋ Ｄ ３ １５） １ 实 验 部分 作者简介： 黄传 辉 ｆ ９ ０ ， ， 学 博 士 ， 教 授 ， 究 方 向 为聚 合 物 摩 擦 学 。 ７ －）男 工 １ 副 研 １１原 料 Ｕ ＭＷＰ ． Ｈ Ｅ粉料 的分 子 量 为 ２ ０ ３ ０万 ，粉 料 粒 径 为 ５～５ 运 行 时 风量 应 保 持 在 临 界 风 量 以 上 ， 才能 保 证 流 化 床 床 料 正 常 的 流 ３５改 造 后 运 行 成 本 分 析 改 造 后 焚 烧 系 统 的 性 能 有 了明 显 提 ． 化 态 。通 过 对 布 风 板 和 炉 膛 的 改 造 ， 风 均 匀 ， 化 态 稳 定 ， 未 改 高 ， 布 流 与 目前 累计 运 行 近 ７ ５天 ， 运行 情 况 良好 ， 监 测 点 数 据 变 化平 稳 ， 各 造 前 流 化状 况 有 明显 改 善 ， 到 了系 统 稳 定焚 烧 的要 求 。 达 达 到 设计 的 要 求 ， 烧 炉 处 理 污 泥 能 力 也 得 到 大 幅 提 升 ， 天 处 理 焚 每 ３２干燥 机 污泥 干 化调 试 经 调 试 ，导 热 油 温 度 在 １０Ｃ ， ． ０ ￣ 时 启 湿污 泥 计 算 量 最 多 可达 到 ５ 屯 由 于 系统 性 能 的 提高 以及 焚 烧 余 ０Ⅱ 。 动湿污泥 螺杆 泵以 １Ｈ ５ ｚ的频率向干燥机 内逐渐输送湿污泥 ，湿污 热 的利 用 ， 使污泥焚烧 的运行成本大幅度 降低 ， 由原来 处理 每Ⅱ 屯湿 泥 进 入 干燥 机 进 行 干 化 ， 约 ３ ４ 大 ｈ后 干燥 机 出 口可 输 出干 污 泥 ， 含 污 泥 需消 耗 煤 ３ ３ ｇ 降至 １４ ｇ左 右 ， 低 约 ５ ．％， 吨 煤 价 格 ３Ｋ ， ５Ｋ 降 ３７ 每 水 率 约 为 ３ ％。 随 着 导 热油 温 度 的升 高 ， 当提 高 湿 污 泥 螺 杆 泵 的 设 为 １０ ０ 适 ３０元 ， 么 每 吨湿 污 泥 处理 的燃 煤 费 用 可 节 省 ２ ２７元 。 那 ３． 频率 ， 当导热油温度达到 ２ ０ ０ ℃时， 湿污泥螺杆 泵频率 可调 为 ２ Ｈ ， ５ｚ 该 系统 改 造 前 ， 由于 工 艺 设计 不 合 理 及 水 土 不 服 等 原 因 ， 统 系 干污 泥 输 送量 约 为 ５ ０ ｇ ， 水 率 稳 定 在 ３ ％左 右 ， 污 泥 的性 状 不 能稳 定 运 行 ， 能 利 用 率 低 ， 电量 较 大 。 改 造 后 ， 换 了 先进 的 ８ｋ ／ 含 ｈ ０ 干 热 耗 更 基 本 达 到 了设计 要 求。 流化 工艺和布风装置 ， 对密相区和稀相 区进行调 整和 优化 ， 降低 了 ３３焚 烧 系 统调 试 焚 烧 系 统 包 括床 下 点 火燃 烧 器 、 风 板 、 ． 布 炉 流 化 风 机 和 增 压 风机 的耗 电量 。 统 增加 了干 化 设 备 ， 烧 干 污泥 ， 系 焚 瞠 、 螺 旋 、 污 泥 螺 旋 、 污 泥 进 料 系统 等 。 煤 干 湿 减 小 了文 丘 里 和 洗涤 塔 的用 水 量 ，从 而 降 低 了循 环 水 泵 的 负荷 ， 使 焚 烧 炉 有 三 个 可调 控 的 进 料 口 ， 别 为 煤 进 料 口、 分 干污 泥 进 料 其 耗 电量 有 所 降低 。 由于 工 艺 上 的 需 要 ， 系 统 中增 加 了一 些 装 置 ， 在 抽 循 中水 水 泵和 螺杆 泵 等 ， 新增 加 功 率 口和湿污泥进 料口。调节煤的输送量可以控制炉内砂层 温度 ， 当炉 包括 干燥 机 、 风 机 、 环 油 泵 、 膛温 度 高于 １５ ￣ １０Ｃ时可 能发 生炉 内熔融 结焦 ，当床 料温 度低 于 为 １４９ ｗ 系 统 按 照 满 负荷 运 行 ， ７ ．Ｋ 。 即每 天 运 行 ｌ ６个 小 时 ， 日处 理 ５０Ｃ时容 易熄 火 ， ０ｏ 一般床 料温度控制在 ８ ０ ８０ｃ之间 ， ０～５ｃ 炉膛温 度 湿 污 泥 量 为 ２ ５吨 ， 天 耗 电量 为 １ ９ ． ， 理 每 吨 湿 污 泥 多 消 每 ３ ９２度 处 控制在 ８ ０ ９０ ５ ～ ５ ％之 间 煤螺旋输送机频 率控制在 ５ ２ Ｈ ， － ０ ｚ煤输 送 耗 的 电量 为 ５ ．６度 ， 则 改 造 后 处理 每 吨 湿 污 泥 的 电费 比 之前 多 ５ ９ 量 通 常 为 ３ ～ ０ Ｋ ／。 干污 泥 的输 送 量 可 以 用来 控 制 炉 膛 温度 ， ０３０ ｇ ｈ 干 ３ ． 元 。 ４９ 由 以 上 的计 算 可 以得 知 ， 从 燃 煤 和 用 电角 度 考 虑 ， 造 后 处 单 改 污泥螺旋 频率一般控制在 ２ ～ ０ ｚ输送量为 ３０ ５０ ｇ 。 ５ ４Ｈ ， ０ ～ ５ Ｋ ／ 湿污泥 ｈ 输 送 量 可 以有 效提 高 焚 烧 炉 的热 负 荷 和 增 加 导 热 油 余 热 锅炉 负荷 。 理 每 吨湿 污 泥 的费 用 比 改造 前 节 省 了 １７８元。 ９． 但 湿 污 泥 进炉 后 使 炉 膛 温 度 降 低 ， 时需 要 稍 微 增 加 煤 和 干 污 泥 的 此 ４ 结 语 桃 浦 污 水 处理 厂 污 泥 焚 烧 改 造 项 目是 在 国外 技 术 基 础 上 进 行 输送量 ， 使炉膛各点温度保 持稳定 。炉顶 螺旋输送机频率一般控制 改造 的 ， 是一 次 国 外技 术 与 我 国技 术 的 融合 ， 引进 技 术 与我 国 实际 是 在 ５ １Ｈｚ输 送量 为 ５ ０ １０ Ｋ ／。 ～５ ， ０～００ ｇ ｈ ３４烟 气 检 测 焚 烧 炉 改 造 工 程 完 工 后 ，上 海 市 普 陀 区 环 境 监 情 况相 结 合 的成 功 范 例 。 本项 目改造 成 功 解 决 了污 泥输 送 引 起 的环 ． 测站 对 焚 烧 炉 尾 气进 行 烟 气 常 规 项 目进 行 检 测 （ 含 二 嗯 英 ）结 果 境 问 题 、 化 床 焚 烧 炉 不 能持 续 稳 定 运 行 的 问题 、 热 再 利 用 问题 不 ， 流 余 改 节约 了大 量 能源 ， 明显 降低 了运 行成 本 ， 符合 当 表 明焚 烧 炉 尾 气达 到 国家 环 保 标准 ， 并远 远 小 于 标 准值 。 放 烟 气 等 ， 善 了周 围环 境 ， 排 中监 测 指 标 的 测定 值 见 表 １ 。 今环 保 要 求 ， 也符 合 “ 能减 排 ， 碳 经 济 ” 可 持 续 发 展 的 要 求 ， 节 低 和 能 够在 我 国大 力推 广 和 运 用 ， 能够 成 为 我 国 污泥 焚 烧 处理 的 典范 。 表 １ 排放烟气 中监测指标测定值
铜基复合材料的制备及其力学性能评估
铜基复合材料的制备及其力学性能评估铜基复合材料是一种由铜基体和强化相组成的复合材料，具有优异的力学性能和独特的物理化学性质，被广泛应用于航空、航天、汽车等领域。
本文将着重论述铜基复合材料的制备方法和力学性能评估。
铜基复合材料的制备方法多样，常见的有粉末冶金法和溶液处理法。
粉末冶金法是通过粉末冶金工艺将强化相与铜基体粉末混合、压制、烧结得到的。
这种方法制备的材料具有良好的力学性能和结构特征，但成本较高。
溶液处理法是将强化相溶解在铜基体中，通过混合、均质化处理、固化得到的。
这种方法制备的材料成本低，但通常力学性能较前者略差。
制备出的铜基复合材料需要进行力学性能评估，包括硬度测试、拉伸试验、冲击试验等。
硬度测试可以反映材料的耐磨性和耐腐蚀性能，常用的测试方法有布氏硬度试验和洛氏硬度试验。
拉伸试验是检测材料的强度和延展性能的重要方法，通过施加拉力，观察材料在拉伸过程中的表现来评估其力学性能。
冲击试验则是测试材料在受到突然冲击时的抗冲击性能，常用的测试方法有冲击试样悬臂梁法和冲击试样缺口冲击法。
除了传统的力学性能评估方法，还有一些新兴的方法用于评估铜基复合材料的力学性能。
例如，纳米压痕测试是一种通过纳米压头在材料表面施加载荷，通过测量压头在材料表面形成的显微孔洞的深度来获得材料的硬度和弹性模量。
这种方法不仅可以评估材料的力学性能，还可以研究其微观力学行为。
此外，X射线衍射和扫描电子显微镜等表征技术也常用于评估铜基复合材料的力学性能和结构特征。
铜基复合材料的力学性能评估不仅对于优化材料制备工艺和改进材料性能具有重要意义，还对于材料应用的可靠性和安全性具有重要影响。
通过合理的制备方法和全面的力学性能评估，可以有效提高铜基复合材料的性能，并为其在各个领域的应用提供技术支持。
总之，铜基复合材料的制备方法多样，力学性能评估方法丰富。
通过不同制备方法的选择和全面的力学性能评估，可以得到具有良好性能的铜基复合材料，进而推动其在各领域的应用发展。
UHMW—PE对HDPE材料的复合增强应用研究
UHMW—PE对HDPE材料的复合增强应用研究超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）已经作为一门新兴的学科而备受关注，其远远高于普通PE的力学性能备受建筑材料行业期待，但是由于受制于较为苛刻的加工条件，较为复杂的加工工艺而限制了其生产领域的扩展。
文章主要把UHMW-PE作为一种增强复合材料，在常规加工条件及加工设备的前提下，以提高常规HDPE管道各项关键指标为目的，进行各项测试与研究，证明UHMW-PE 对PE材料有较为显著地增强效果。
标签：超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）；HDPE；复合前言超高分子量聚乙烯（UHMW-PE）是对分子量超过150万的聚乙烯的统称，普通HDPE聚乙烯分子约在2～30万之间。
超高分子量聚乙烯以其耐冲击性、耐腐蚀、耐磨损、自润滑性、无毒性及极优良的耐低温性等优点广泛应用于通用机械、化工机械、食品和造纸等领域。
但是UHMW-PE的熔融粘度极高，流动性极差，临界剪切速率极低，易产生熔体破裂等缺点，使其无法用普通的挤出机或注塑机加工成型，因而，较长时间限制了UHMWPE的应用。
近年来随着加工技术的不断进步与发展，其应用领域也随之不断扩大。
目前UHMW-PE制品的加工仍以压制烧结和柱塞法为主。
七十年代中期以来，日本先后开发了单螺杆挤出和往复螺杆注射成型工艺，美国和西德也相继采用单螺杆挤出和注射成型法加工UHMW-PE制品。
HDPE水管是一种新型耐酸、耐腐蚀、抗压、无毒的绿色环保管材，属于环保节能型高新技术产品，使用年限达50年以上。
管材较轻，便于运输、安装、施工，连接可靠，工程综合造价低。
HDPE管是传统的钢铁管材、聚氯乙烯饮用水管的换代产品是目前世界上主要的消费管道。
HDPE管道又可分为很多品种，有PE实壁管、PE双壁波纹管、PE钢塑复合管、PE缠绕管、PE钢带增强管、PE-玻璃纤维增强管等。
1 实验设计本实验主要采用了UHMW-PE与中低密度聚乙烯共混改性的思路，采用常规的单螺杆挤出设备，用少量UHMW-PE粒子混入HDPE粒子中，挤出成型。
铜粉填充UHMWPE导热材料性能的研究
童铭康 ， ： 粉填充 ＵＨ 等 铜 ＭＷＰ Ｅ导热材料性能 的研究
９
缺 口冲击 强度 按 Ｇ ／ ８３—１９ Ｂ Ｔ１４ ９６测试 ；
Ｈ Ｔ按 Ｇ ／ ６ ４— ０ ４测 试 ； Ｄ Ｂ Ｔ１３ ２ ０
表 ３ 铜 粉 用 量 对 复 合 材 料 力 学 性 能 的 影 响
万 能 电 子 拉 力 机 ：ｎｔ ｎ ４ ５型 ， 国 Ｉｓ ｏ Ｉｓ ｏ４ ６ ｒ 美 ｎｔ ｎ ｒ 公司 ； 冲击 试 验 仪 ： ｉ ｅｓｌ型 ， 国 Ｒ ｙ—Ｒ ｎ公 Ｕｎ ｒ ｖ ａ 英 ａ ｕ
弯曲强度按 Ｇ ／ ３１ ２０ Ｂ Ｔ９４ — ００测试 ；
收稿 日期 ：０ ０ ０ ．８ ２ １— ５０
导热 仪 ： 合 物 型 ， 驰 科 学 仪 器 商 贸有 限公 聚 耐
司：
扫描 电子显 微 镜 （ Ｅ ： ２ ５ Ｓ Ｍ） Ｓ一 １０型 ， 日本 Ｈ ． ｉ
ｔ ｈ公 司 。 ａ ｉ ｃ
１ ３ 试样 制备 ．
这 限制 了其 应 用 范 围 Ｊ 。金 属 及 其 氧 化 物 的 热 导 率较 大 ， 一般 是高分 子材 料 的 １０倍及 以上 ， 以将 ０ 所 其 作 为导热 填料填 充到 高分子 材料 中可 以提 高其 热
８
工 程 塑 料 应 用
２１ ０ ０年 第 ３ ８卷 ， ７期 第
，
铜 粉填 充 Ｕ ＭＷＰ Ｈ Ｅ导 热材 料 性 能 的研 究
童铭康 吴 秀平 戚嵘嵘 张海英
２０４） ０ ２０ （ 上海 交 通 大 学 化 学 化 工学 院 ， 海 上
摘要
制 备 了铜 粉 填 充超 高 分子 量 聚 乙烯 （ Ｈ Ｕ ＭＷＰ 导 热 材 料 ， 其 导 热 性 能 、 学 性 能 、 性 能 及 断 面 形 态 Ｅ） 对 力 热
冲击载荷下铜基粉末冶金材料性能及本构关系研究
在铜基粉末冶金摩擦材料中 , 金属具有良好的塑性和
收稿日期 : 2004 05 12 基金项目 : 中国工程物理研究院基金项目 ( 421010201 ) , 河南省杰 出青年基金项目和河南省重点攻关项目 ( 03230239000 ) 资助 作者简介 : 邵建敏 ( 1965 - ) ,女 (汉 ) ,河南 ,副教授 ,硕士 E2 mail: shaojianm in65@163. com
邵建敏 ,刘建秀
邵建敏
摘 要 : 在 hopkinson压杆上做了铜基粉末冶金摩擦材料的冲击压缩试验 。结果表明 : 在 1000 / s应变率以下时 , 材 料表现为应变率强化效应 ; 在 1000 / s应变率以上时 ,材料表现为应变率弱化效应 。得出结论 : 应变率 1000 / s为材 料的临界应变率 。根据实验得出的应力应变曲线 ,在朱 2 王2 唐模型的基础上加入表征材料粘性特征的塑性项 ,对试 验曲线进行数值模拟 ,取得了较好效果 ,填补铜基粉末冶金摩擦材料在冲击动态参数上的空白 ,为工程应用提供了 理论依据 。 关 键 词 : 铜基粉末冶金 ; 摩擦材料 ; 冲击 ; 应力 ; 应变 ; 本构方程 中图分类号 : TG14 文献标识码 : A
图 3 试验数据与拟合曲线图 表 2 动态 、 准静态性能参数比较 参数名称 最大应力 σm ax (MPa) 最大径向应变 εrm ax 最大轴向应变 εzm ax 最大应变率 ( s - 1 ) 弹性模量 ( GPa) σ 5 ( GPa) 屈服后 ε 5 弹性泊松比 塑性泊松比 屈服极限 (MPa) 动态
2 动态实验 2. 1 实验方法及曲线
[3]
从图 3拟合的性能参数如表 2。可看出动态载荷下材 料的弹性模量约是静态下的 2 倍 ,屈服极限比静态提高约 2. 7倍 ,说明动态下的屈服极限比静态下高 ; 由对数应变率 σ 5 敏感系数 λ = ・ 知 ,材料有应变率强化特性 ,但当应变 ε ) 5 ( log 率达到 1600 / s时 ,应力反而下降 ,出现了“ 应力平台 ” ,即出 现了“ 本构失稳 ” 的临界状态 ,故在拟合本构关系时 ,只拟合 到应变率为 1000 / s的情况 ,因为当应变率超过 1000 / s时 ,材 料呈现反向应变率效应倾向 ,即出现应变率弱化或应变率负 敏感性的情况 。当应力升高到一定值时即保持为恒值 (应力 平台 ) ,说明试件的破坏是以微裂纹等内部损伤的发展为前 导的 ,微裂纹等内部损伤在客观上起某种弱化作用 。
《石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺及其性能研究》
《石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺及其性能研究》一、引言随着科技的不断进步，新型材料的研究与开发已成为当前科研领域的重要方向。
其中，石墨烯增强铜基复合材料因其独特的物理和化学性质，在电子、机械、热学等多个领域展现出巨大的应用潜力。
本文旨在研究石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺，并对其性能进行深入探讨。
二、制备工艺（一）材料选择制备石墨烯增强铜基复合材料的主要材料包括高纯度铜粉、石墨烯粉以及必要的添加剂。
其中，石墨烯的加入能够有效提高铜基复合材料的力学性能、导电性能和热导率。
（二）制备方法制备工艺主要包括混合、成型和烧结三个步骤。
首先，将高纯度铜粉与石墨烯粉按一定比例混合，并通过球磨机进行均匀混合。
其次，将混合后的粉末放入模具中，进行压力成型。
最后，将成型后的坯体进行高温烧结，使铜粉与石墨烯充分结合，形成复合材料。
三、性能研究（一）力学性能通过拉伸试验和硬度测试等方法，对石墨烯增强铜基复合材料的力学性能进行研究。
实验结果表明，随着石墨烯含量的增加，复合材料的抗拉强度和硬度逐渐提高。
这主要是由于石墨烯的加入，使得铜基体在受力时能够更好地分散应力，从而提高材料的力学性能。
（二）导电性能采用电导率测试仪对石墨烯增强铜基复合材料的导电性能进行研究。
实验结果显示，适量石墨烯的加入能够有效提高铜基复合材料的导电性能。
这得益于石墨烯的优异导电性能以及其在铜基体中的良好分散性。
（三）热学性能利用热导率测试仪对石墨烯增强铜基复合材料的热学性能进行研究。
实验结果表明，石墨烯的加入显著提高了铜基复合材料的热导率。
这主要归因于石墨烯的高热导率和其在铜基体中的良好分散性。
四、结论本文通过对石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺及其性能进行研究，得出以下结论：1. 通过合理的制备工艺，可以实现石墨烯与铜基体的良好结合，制备出性能优异的石墨烯增强铜基复合材料。
2. 适量石墨烯的加入能够有效提高铜基复合材料的力学性能、导电性能和热导率。
铜粉填充UHMWPE导热材料性能的研究
铜粉填充UHMWPE导热材料性能的研究
童铭康;吴秀平;戚嵘嵘;张海英
【期刊名称】《工程塑料应用》
【年(卷),期】2010(38)7
【摘要】制备了铜粉填充超高分子量聚乙烯(UHMWPE)导热材料,对其导热性能、力学性能、热性能及断面形态进行了研究.结果表明,铜粉可提高UHMWPE的热导率,且其热导率和热变形温度都随铜粉用量增加而提高,而其力学性能随铜粉用量增加先上升后下降.差示扫描量热结果表明,当铜粉用量较少时,其结晶度有所提高,之后随着铜粉用量的增加而降低.
【总页数】4页(P8-11)
【作者】童铭康;吴秀平;戚嵘嵘;张海英
【作者单位】上海交通大学化学化工学院,上海,200240;上海交通大学化学化工学院,上海,200240;上海交通大学化学化工学院,上海,200240;上海交通大学化学化工学院,上海,200240
【正文语种】中文
【相关文献】
1.铜粉细度对其填充复合材料性能的影响 [J], 范五一;黄锐
2.铜及其氧化物填充UHMWPE力学、摩擦学性能研究 [J], 周健松;阎逢元
3.螺杆组合对UHMWPE填充SiO2材料性能的影响 [J], 许立太;穆雪恒;李世通
4.珊瑚粉填充改性UHMWPE力学性能研究 [J], 黄孝龙;葛世荣
5.碳黑、微珠粉填充UHMWPE摩擦学性能研究 [J], 何春霞;史丽萍
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
《石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺及其性能研究》
《石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺及其性能研究》一、引言随着科技的飞速发展，复合材料因其在物理、化学、机械等领域的卓越性能，已经成为材料科学领域的研究热点。
其中，石墨烯增强铜基复合材料以其优异的导电性、高强度和高韧性等特点，在电子、电力、航空和交通等领域有着广泛的应用前景。
本文旨在探讨石墨烯增强铜基复合材料的制备工艺及其性能研究，以期为相关研究提供理论和实践的参考。
二、制备工艺1. 材料选择制备石墨烯增强铜基复合材料的主要原料为高纯度铜粉和石墨烯。
其中，铜粉的粒度、纯度和形状对复合材料的性能具有重要影响；石墨烯则具有优异的导电性、力学性能和热稳定性，是提高铜基复合材料性能的关键材料。
2. 制备方法制备石墨烯增强铜基复合材料的方法主要包括机械混合法、原位生成法和化学镀膜法等。
本文采用原位生成法，通过在高温条件下将铜粉与石墨烯混合，使石墨烯在铜基体中均匀分布，从而提高复合材料的性能。
3. 制备过程（1）将高纯度铜粉与石墨烯按照一定比例混合，加入适量的球磨介质；（2）在球磨机中球磨一定时间，使铜粉与石墨烯充分混合并达到纳米级分散；（3）将混合后的粉末放入高温炉中，在惰性气氛下进行热处理，使铜粉与石墨烯发生原位反应；（4）冷却后，将复合材料粉末进行热压或冷压成型，得到所需的铜基复合材料。
三、性能研究1. 机械性能通过对石墨烯增强铜基复合材料进行拉伸试验、硬度测试和冲击试验等，可以评价其机械性能。
实验结果表明，加入适量的石墨烯可以有效提高铜基复合材料的硬度和韧性，降低其断裂伸长率。
此外，石墨烯的加入还可以显著提高铜基复合材料的耐磨性能。
2. 物理性能石墨烯增强铜基复合材料具有良好的导电性能。
通过电阻率测试和热导率测试等实验手段，可以评价其物理性能。
实验结果表明，加入适量的石墨烯可以显著提高铜基复合材料的导电性和热导率。
3. 化学性能通过对石墨烯增强铜基复合材料进行耐腐蚀性测试和抗氧化性测试等，可以评价其化学性能。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
下降 ， 其 当填 料 含量 增 加 时更 为 明 显 。铜 粉 加 入 尤
量多时， 由于其 堆砌 能力 较差 ， 不仅提 供更 多 的应 它 力集 中点 ， 而且 更严 重地 影 响 了基 体 的连续性 ， 因此 其 冲击强 度更 低 。 图 ２ 铜粉 增强 复合 材料 的拉 伸断 口和 冲击 断 是 口形貌 。填 料 的堆 砌特 性 、 料 粒径 及 界 面 粘 结 情 填 况对 复合材 料 的拉伸 强度 有 影响 。 当填 料体 积分 数 较小 时 ， 合材 料 中的填 料颗 粒被 基体 Ｕ Ｍ Ｅ膜 复 Ｈ ＷＰ 分割 和均 匀地 包覆 。此 时 ， 料 颗粒 间 的空 隙 可 容 填 纳较 多支撑 负荷 的基体 ， 现 出较 高 的拉 伸 强 度 和 表 断裂伸 长 率 。加 入 １ 时 冲 击 断 口形 貌 为 韧 性 断 ％ 裂 ， 体发 生 塑性变 形 ， 基 此时 的 冲击强度 较 高 。当加 入量 为 ５ ％时 ， 其表 面较平 ， 明材 料 已 向脆 性 断 裂 表 转变 。
率 为 ５ ｍ ／ｉ； Ｃ Ａ Ｐ Ｊ ０ ｍ ｍｎ 在 Ｈ Ｒ Ｙ ． 冲击 试验 机进 行 冲 ４型
击试 验 ， Ｖ形缺 口。
２ 结 果 与 讨 论
ｐ ｌｅｈ ｌｎ Ｕ ｏｙ ｔｙｅ ｅ（ ＨＭＷ Ｐ Ｅ） ｕ ｄｒ ｄｙ ｅｉｒｃｔ ｇ ｌ ｉｇ ｎ ｅ ｒ ｒｃｐｏ ａｉ ｓｉ ｎ ｎ ｄ
铜 粉加 入 到 Ｕ Ｍ Ｅ基 体 中 ， Ｈ ＷＰ 由于铜 粉 与基 体
的界 面缺 陷 以及铜 粉本 身 的 原 因等 ， 复合 材 料 的 组
织结 构发 生 了很 大 的变 化 。铜 粉加 入 后 ， 料 的拉 材
量为 ２ ０ 。增 强 材 料 为 吉 林 大 学 生 产 的铜 粉 ， ５万 粒
径 为 １０ ｍ ３０ ｍ。 试 样 制 备 过 程 为 ： 料 一 ０ｎ ０ ｎ 混
伸性能及 抗 冲 击 性 能 下 降 。 当 铜 粉 含量 为 １ ％时 ，
冲击 强度 为 Ｕ ＭＷＰ Ｈ Ｅ冲击强 度 的 ９ ％。 ０
参考 文献 ：
［１］ Ｓｎ ，ｉ Ｐ Ｃｅ ｅｓＭ， ｏｕｉ ． ｆｃ ｆ ａｈｎ ｇ ｏｇＪＬｕ ， ｒ ｎ Ｂ ｎｔ Ｐ Ｅ ｅｔ ｏ ｍ ｃｉｎ ｍ ｔ ｓ ｉ
３ 结 论
业 扩展 到了 机 械 、 工 、 子 、 药 、 化 电 医 传输 系统 等 领 域 。人们 在使 用 过程 中也逐 渐克 服 了它 的不足 之处 如表 面硬度 低 、 磨 料 磨 损 能力 低 等 缺 陷 。为 了使 抗
它能 在 条 件 要 求 较 高 的 某 些 场 合 得 到 应 用 ， 对 需 Ｕ Ｍ Ｅ进 行适 当 的改 性 。 采 用 填 料 增 强 可 改 善 Ｈ ＷＰ 超 高分 子量 聚 乙烯 的 耐磨 料 磨 损 的性 能∞ 。 由于 采 用 的增 强填 料 的组织 结 构 、 质 、 性 密度等 与基 体超 高 分子量 聚 乙烯有 明显 的 差 别 ， 料 改性 后 获 得 的 填 复合 材料 的性 能 比超高 分子 量 聚 乙烯 发生 了很 大变
开的填 料颗 粒 聚集体 中存 在 气泡或 空洞 。 当施 加 张
力 时 ， 体易 于 被拉 伸 并 从 填 料 颗 粒 表 面拉 开 。 因 基
此 ， 含量填 料 的复 合 材 料 拉 伸 强度 和断 裂 伸 长 率 高
很 低 。 由于 Ｕ ＭＷＰ Ｈ Ｅ是 一种 高 韧性 材料 ， 加入 填 料 均形成 应力 集 中点 ， 材料 的缺 陷增 加 ， 致 冲击强 度 导
化 。本 文重点 对 铜 粉 增 强 Ｕ Ｍ Ｅ基 复 合 材 料 的 Ｈ ＷＰ
拉 伸 和冲击性 能 进行 了测 试 ， 通 过 其 断 口形 态 扫 并
描 电镜观察 分 析 了铜 粉增 强 Ｕ Ｍ Ｅ基 复 合 材 料 Ｈ ＷＰ
拉 伸和 冲击性 能 的变化 。
１ 实 验 部 分 试 验 所 用 Ｕ ＭＷＰ Ｈ Ｅ为 北 京 助 剂 二 厂 产 品 ， 子 分
（ 吉林 大 学地 面机 械仿 生技 术教 育部 重 点 实验 室， 吉林 长春 １０ ２ ） ３０ ２
超高 分子 量 聚乙烯 （ Ｈ ｕ ＭｗＰ ） Ｅ 的分子 量 一般 在 １０万 以上 ， 普 通 聚 乙烯 具 有 相 同 的 分 子 结 构 。 ５ 与
但 Ｕ Ｍ Ｅ具 有 塑 料 和 一 些 金 属 所 不 及 的 优 异 的 Ｈ ＷＰ
维普资讯
电子显微学报
ｌ６ ４
Ｊ ｈ ． ｌ ｔ Ｍｅ ｓ． ａ ．Ｃ ｉ Ｅｅ ｒ ｉｒ ｅ Ｓ ｃ ｎ ｅ． ｏ
２ （ 刊 ） １６ ４ ２ ０ ５增 ：４ ～１７ ０ ６年
铜粉增强 Ｕ Ｍ Ｅ基复合材料的拉 伸和冲击 陛能研究 Ｈ ＷＰ
闫 久林 ， 云 海 ， 马 佟 金
ｏ ｔｉｏｏ ｉａ ｂ ｈ ｖｏ ｏ ｕ ｔ ｈｇ ｍｏｅ ｕａ ｗｅｇ ｔ ｎ ｒｂ ｌｇｃ ｌ ｅ ａ ｉｒ ｆ ｌｒ ａ ｉｈ ｌｃ ｌｒ ｉｈ
１０ Ｐ ０ Ｍ ａ冷 压 一 １０ 下 烧 结 ４ 一０ Ｐ ９℃ ｈ４ Ｍ ａ热 压 ； 在 Ｉ Ｓ Ｒ Ｎ １２ 材料ห้องสมุดไป่ตู้试验 机 上 进行 拉 伸 试验 ， 伸 速 Ｎ Ｔ Ｏ 一１ １ 拉
综合 性能 。例如 低 温 冲击 、 磨 损 、 化 学 腐蚀 、 耐 耐 自 润 滑等性 能 大 大优 于 目前 现 有 塑 料” 。近十 多 年 来 随着对 Ｕ Ｍ Ｅ的不 断 认 识 以及 加 工 技 术 的 发 Ｈ ＷＰ 展 和完善 ， 应用 范 围 已 由 原来 的纺 织 、 纸 、 品 工 造 食
［］ Ｗｅｒ１９ ，２ —２９ ７６ ２ ． Ｊ ． ａ，９９ ２５ ２ ： １ —７３ ［ ２］ Ｃｏｅ Ｒ ｏｓｎ ｏｐｒ Ｊ ，Ｄｗ ｏ Ｄ，Ｆｓｅ ． Ｍ ｃ ｓｏｉ ｎ ｉ ｒＪ ｈ ａｒ ｃｐｃ ｄ ｏ ａ