短碳纤维增强铜基复合材料制备新工艺.pdf

第3O卷第1O期机械工程材料V0lJ3ONo．10
2006年1O月MaterialsforMechanicalEngineeringOct2006

短碳纤维增强铜基复合材料制备新工艺

唐谊平，刘磊，赵海军，朱建华，胡文彬
(上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室，上海200030)

摘要：开发了一种对短碳纤维直接电镀铜的新方法，并将得到的镀铜短碳纤维直接进行冷压烧
结制备铜基复合材料，对镀铜碳纤维和复合材料的组织和性能进行了研究。结果表明：电镀得到的电
沉积物呈疏松多孔状，且镀层均匀可控；在铜基复合材料中，碳纤维分布均匀，界面结合良好；随着碳
纤维含量的增加，复合材料的抗弯强度、硬度也随之增加，但电导率、热导率有所降低；复压复烧工艺
能显著提高复合材料的强度；在电镀工艺为3．0A／dm2、60min时，制得的复合材料中碳纤维体积分
数为17．9，综合性能较佳，抗弯强度为282．1MPa，硬度为96．5Hv，电导率为24．5m／(Q1．nl~2)，
热导率为193．2w／(mK)，经复压复烧后抗弯强度、硬度分别达到327．6MPa，119HV。
关键词：电镀；短碳纤维；铜基复合材料
中图分类号：TQ153；TGl13文献标识码：A文章编号：1000-3738(2006)10-0021-04

NewPreparationTechnologyofCopperMatrixCompositesReinforcedby
ShortCarbonFibers

TANGYi-ping，LIULei，ZHAoHai-jnn，ZHUJian-hua，HUWewbin
(ShanghaiJiaotongUniversity，Shanghai200030，China)

Abstract：Anewmethodofdirectelectrodepositiononcopperizedshortcarbonfibers(CFs)wasdeveloped
andcoppermatrixcompositeswerepreparedbycoldpressandsintering．Themicrostructureandpropertiesofthe

CtrcoatedshortCFsandcompositeswerestudied．Theelectrodepositshada1ooseporousstructureformedbythe
aggregatedshortCFs，thecoatingswereuniformandcontrollable．IntheCu／shortCFscomposites，shortCFs
distributedhomogeneouslyandtheinterfacesbetweenshortCFsandcopperwerewell-bonded．Withtheincreaseof

shortCFscontents，theflexurestrengthandhardnessofthecompositesincreased，however，theelectrical

conductivityandthermalconductivitydecreased．TheprocessofrepressandresinteringCanimprovethes~engthof
compositesobviously．Ⅵenprocessparametersofelectrodepositionwere3．0A／dm2and60min，thecomposite
witha17．9volumefractionofCFsexhibitedoptimumcombinationproperties，L巴，theflexurestrengthwas
282．1MPa，hardness96．5HV，electrica1conductivity24．5m／(~nrll2)，thermalconducfivity193．2W／(mK)．
AftertheprocessofrepressandresinteringtheflexurestrengthandhardnesswereimprovedtO327．6MPaand119

HV。respectively．

Keywords：eleetrodeposition；shortcarbonfiber；coppermatrixcomposite

域有着非常广阔的应用前景[1]。但由于碳纤维与
0引言
铜不浸润，严重限制了该复合材料的发展。为解决
碳纤维增强铜基复合材料不但具有很好的力学此问题，目前普遍采用的是碳纤维表面涂层工艺，即
性能，而且具有良好的导电、导热、尺寸稳定、耐高温用溅射法、