李 玲,陈 卓, 方华婵, 朱佳敏

(1.中南林业科技大学 机电工程学院，长沙 410083； 2.中南大学 粉末冶金研究院，长沙 410083)

碳纤维/铜基复合材料兼具了铜的高导热、导电性以及碳纤维的高比模量、高比强度，因此具有优异的机械性能和耐磨性能以及良好的导热性能，从而被广泛应用于高效散热器、电接触材料和耐磨器等[1-4]。碳纤维/铜基复合材料主要分为连续型长碳纤维/铜复合材料和非连续型短碳纤维/铜复合材料，前者具有优异的力学性能，但是其各向异性限制了连续型长碳纤维复合材料的应用[5-7]。为改善碳纤维/铜复合材料的各向异性，有研究[8]表明无序分布的短碳纤维强化效果虽不如长碳纤维，但其各向同性远优于长碳纤维，且成型工艺简单，成本较低。粉末冶金法是制备短碳纤维/铜基复合材料的一种传统的制备工艺，短碳纤维在基体材料中的均匀分散主要以机械混料(物理混料和球磨混料)为主[9]，从结构件角度来说，球磨混料对短碳纤维损伤较大，会缩短纤维长度，降低增强增韧的效果。但作为耐磨件，摩擦稳定性和耐磨性的提高才是最重要的。碳纤维表面具有较多的羧基、羟基等含氧官能团，表面能较高，且具有柔性，所以在混料过程中，由于表面摩擦力和静电力等会导致柔性缠结，大幅削弱材料的综合性能。因此，改善短碳纤维的均匀分散对提高铜基复合材料的综合性能具有重要意义。

大量研究[10-12]发现物理混料结合短碳纤维表面改性工艺可以有效的改善短碳纤维的缠结和界面问题，提高材料的力学性能和耐磨性能。……