1、分癸號(hào)UDC密級(jí)學(xué)號(hào)09110029″脇″ノよイ博士學(xué)位沿文類粒特征參量対銅基夏合材料載流摩擦磨損性能的影駒國(guó)秀花學(xué)科「1美:學(xué)科名稱:指早教帰:材料加工工程工學(xué)_梁淑年_教授申清日期:2015年11月摘要I論文題目：論文題目：顆粒特征參量對(duì)銅基復(fù)合材顆粒特征參量對(duì)銅基復(fù)合材料載流摩擦磨損載流摩擦磨損性能性能的影響的影響學(xué)科專業(yè)：材料學(xué)科專業(yè)：材料加工工程加工工程研究生：生：國(guó)秀花國(guó)秀花簽名：名：指導(dǎo)教師：指導(dǎo)教師：梁淑華梁淑華教授教授

2、簽名：名：宋克興宋克興教授教授簽名：名：摘要顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料在保持銅基體高的導(dǎo)電性和導(dǎo)熱性的同時(shí)，不僅具有優(yōu)越的室溫強(qiáng)度和硬度，而且具有良好的高溫性能，因此在軌道運(yùn)輸弓網(wǎng)系統(tǒng)及各種電機(jī)勵(lì)磁系統(tǒng)的接觸導(dǎo)電體、高壓動(dòng)靜觸頭開關(guān)、電磁炮軌道、微電子及電氣控制等載流摩擦磨損領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用。本文針對(duì)載流摩擦條件下典型摩擦副材料苛刻的服役環(huán)境，設(shè)計(jì)并制備了具有不同特征參量的顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料。采用光學(xué)顯微鏡(OM)、掃描電子顯微鏡(SEM

3、)、透射電子顯微鏡(TEM)和三維形貌儀等手段分析表征了具有不同特征參量的顆粒增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的組織，并對(duì)力學(xué)性能、導(dǎo)電率以及載流摩擦磨損和耐電弧侵蝕進(jìn)行了測(cè)試，重點(diǎn)研究了顆粒特征參量和服役參量對(duì)銅基復(fù)合材料載流摩擦磨損性能的影響規(guī)律及摩擦磨損機(jī)制。通過以上研究可得到以下結(jié)論：(1)當(dāng)顆粒粒徑為50200nm時(shí)，體積分?jǐn)?shù)為2.0%2.5%時(shí)，銅基復(fù)合材料組織致密、增強(qiáng)相分布均勻，因此銅基復(fù)合材料具有優(yōu)異的載流摩擦磨損性能。50nmAl2

4、O3顆粒增強(qiáng)的銅基復(fù)合材料的磨損率為0.033mgm，比13nmAl2O3顆粒增強(qiáng)的銅基復(fù)合材料磨損率下降了79%，而500nmAl2O3顆粒增強(qiáng)的銅基復(fù)合材料磨損率為0.12mgm，比50nmAl2O3顆粒增強(qiáng)的銅基復(fù)合材料磨損率增加了三倍。對(duì)于1.0vol.%MgO、2.5vol.%MgO和3.0vol.%MgO增強(qiáng)的銅基復(fù)合材料，2.5vol.%MgOCu復(fù)合材料載流摩擦磨損后磨損表面最為平整，具有較高的載流摩擦磨損性能。(2)隨

5、著電流密度的增大，銅基復(fù)合材料摩擦系數(shù)和磨損率呈線性增加。隨著摩擦速度或載荷的增大，銅基復(fù)合材料磨損率增加，而摩擦系數(shù)降低。無載流摩擦條件下，0.5vol.%Al2O3Cu復(fù)合材料磨損表面出現(xiàn)少量的機(jī)械摩擦痕，在縱切面上未發(fā)現(xiàn)塑性變形。在大電流密度下，銅基復(fù)合材料載流摩擦磨損機(jī)制以粘著磨損為主，同時(shí)伴有電弧侵蝕，縱切面塑性變形層加厚。當(dāng)摩擦速度或載荷較小時(shí)，銷試樣縱切面塑性變形層不明顯。在較大加載載荷或摩擦速度下，0.5vol.%Al2