石墨烯微片对放电等离子烧结制备铜基摩擦材料性能的影响
2021-07-10何美凤
有色金属材料与工程 2021年3期
郑 锦, 何美凤, 刘 平, 张 柯
(上海理工大学 材料科学与工程学院,上海 200093)
铜基粉末冶金摩擦材料是以铜或铜合金为基体,添加适量润滑组元和摩擦组元,采用粉末冶金法制备的多元复合材料。铜基粉末冶金摩擦材料具有优良的摩擦性能和热稳定性能,在各种恶劣环境下仍能保持稳定的摩擦因数和热稳定性,因此,被广泛应用到汽车、高铁、飞机、各种工程机械的离合器及制动装置中[1-4]。随着国产高速列车速度的不断提高,对于制动材料的性能提出了更高的要求。制备出更好的耐磨损性能和耐疲劳性能的铜基摩擦复合材料,成为当前铜基粉末冶金复合材料发展的主要方向。
石墨烯微片是一种新型二维原子晶体,由sp2杂化连接的单层碳原子构成,具有一系列优越而独特的物理性质。Shin等[5]通过实验得出,与二硫化钼、二硫化物、石墨等其他固体润滑剂不同,少量的石墨烯微片就可以显著减少材料的磨损。Kate等[6]利用化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)在铜表面制备石墨烯微片膜,其摩擦因数较低,为0.18,并在多次往复摩擦后仍能保持稳定的低摩擦因数。Pavithra等[7]通过脉冲电沉积法制备石墨烯微片/铜基复合材料,得出石墨烯微片可显著提高复合材料的力学性能并有效抑制铜晶粒的长大。将石墨烯微片添加到铜基粉末冶金摩擦材料中,石墨烯微片的较大比表面积[8]在烧结过程中不仅可有效抑制铜的晶界滑移,还能起到细晶强化的作用;同时,其良好的润滑性可以有效地降低材料磨损率、良好的导热性可以降低材料的热磨损[9-12]。……
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