一种三维网络碳相增强铜基复合材料及其制备方法技术

本发明专利技术涉及一种三维网络碳相增强铜基复合材料及其制备方法；属于碳/铜复合材料设计制备技术领域。所述复合材料包括短碳纤维、碳纳米管、基体，所述基体为铜或铜合金；其中短碳纤维、碳纳米管分布在铜和/或铜合金基体中，所述短碳纤维作为一级增强体，碳纳米管作为二级增强体，所述全部或部分碳纳米管通过原位生长的方式固定在短碳纤维上。所述制备方法为：按照涉及组分配取不同的长度的短碳纤维；然后在短碳纤维上沉积生成碳纳米管；得到CNT

【技术实现步骤摘要】
一种三维网络碳相增强铜基复合材料及其制备方法


[0001]本专利技术涉及一种三维网络碳相增强铜基复合材料及其制备方法；属于碳/铜复合材料设计制备


技术介绍

[0002]在铁路、轻轨、地铁以及电机等领域，其工作运行过程中需要利用滑动集电材料(受电弓滑板、集电靴或滑块)从铜线或导电轨获得电流。滑动集电材料/导电网的匹配性能对高速列车与电机的运行安全至关重要，它要求滑动集电材料具有高力学性能、低电阻、优良的耐磨性与润滑性能。
[0003]碳基复合材料(铜浸渍碳滑板和纯碳滑板)因其良好的自润滑性能被广泛用作滑动集电材料，但其韧性和强度较差，磨损表面易发生破裂和坍塌过程，导致异常磨损。石墨/铜基复合材料具有高强度、低电阻、优良导热导电与较好耐磨性能，广泛应用于受电弓滑板与电机电刷，但石墨/铜基滑板材料的润滑摩擦性能不足，易对铜网造成大的磨损。这是因为石墨与铜粉的密度存在较大差异，在石墨/铜基复合材料的粉末冶金球磨制备过程中，石墨与铜粉易发生分层，引起石墨粉团聚，石墨/铜基复合材料的润滑性难以充分发挥。
[0004]碳纤维增强铜/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种三维网络碳相增强铜基复合材料，其特征在于：所述复合材料包括短碳纤维、碳纳米管、基体，所述基体为铜或铜合金；其中短碳纤维、碳纳米管分布在铜和/或铜合金基体中，所述短碳纤维作为一级增强体，碳纳米管作为二级增强体，所述全部或部分碳纳米管通过原位生长的方式固定在短碳纤维上。2.根据权利要求1所述的一种三维网络碳相增强铜基复合材料，其特征在于：所述短碳纤维由不同长度的短切碳纤维构成，所述短碳纤维的长度小于等于100mm、优选为小于等于30mm、进一步优选为小于等于20mm。3.根据权利要求2所述的一种三维网络碳相增强铜基复合材料，其特征在于：所述不同长度的短切碳纤维包括长度为15~20mm的碳纤维、长度为6.5~13.5mm的碳纤维和长度为4.5~5.5mm的碳纤维。4.根据权利要求3所述的一种三维网络碳相增强铜基复合材料，其特征在于：长度为15~20mm的碳纤维、长度为6.5~13.5mm的碳纤维、长度为4.5~5.5mm的碳纤维按质量比A：B：C组成，其中A、C小于B。5.根据权利要求4所述的一种三维网络碳相增强铜基复合材料，其特征在于： A等于0.4~0.6倍B、C等于0.4~0.6倍B。6.根据权利要求1所述的一种三维网络碳相增强铜基复合材料，其特征在于：碳纳米管的质量为短碳纤维质量的1
‑
20%、优选为6.5
‑
13.5%；所述三维网络碳相增强铜基复合材料，碳纳米管与短碳纤维的总质量占三维网络碳相增强铜基复合材料体积的5
‑
40%、优选为23
‑
28%，即在本发明中，定义三维网络碳相增强铜基复合材料的体积为V；定义体积为V的三维网络碳相增强铜基复合材料中碳纳米管与短碳纤维的总质量为V
碳
，V
碳
/V*100%=5
‑
40%、优选为23
‑
28%。7.一种如权利要求1
‑
6任意一项所述的三维网络碳相增强铜基复合材料的制备方法，其特征在于包括下述步骤：步骤A按照涉及组分配取不同的长度的短碳纤维；然后在短碳纤维上沉积生成碳纳米管；得到CNT
‑
Cf；步骤B将名义成分为铜基体设计组分的粉末覆盖在CNT
‑
Cf上；或将CNT
‑
Cf包埋与名义成分为铜基体设计组分的粉末中，烧结得到产品；所述烧结的...

【专利技术属性】
技术研发人员：王培，魏凤春，赵志伟，
申请(专利权)人：河南工业大学，
类型：发明
国别省市：