本文通過實(shí)驗(yàn)方法研究了 Zr元素含量和石墨含量對銅/石墨復(fù)合材料界面改性和力學(xué)性能的影響,并通過第一性原理方法研究了Cu(111)/TiC(111)體系與Ag(111)/TiC(111)體系表面與界面結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性與性能變化規(guī)律。具體研究如下:(1)在900℃下,采用真空熱壓燒結(jié)工藝研究活性元素鋯以及鋯含量對銅/石墨復(fù)合材料界面改性的影響。采用XRD、SEM研究了該體系隨著Zr含量變化的相組成與微觀組織結(jié)構(gòu),并利用維氏硬度計(jì)和靜態(tài)液壓萬能試驗(yàn)機(jī)分別對樣品進(jìn)行硬度測試和壓縮性能測試。結(jié)果表明,活性元素Zr在銅基體與石墨的界面處與石墨反應(yīng)生成了新相ZrC,新生成的ZrC在銅基體與石墨的接觸界面形成了一層均勻的過渡層。硬質(zhì)相ZrC的形成使銅/石墨復(fù)合材料的硬度和抗壓強(qiáng)度顯著增加。(2)在900℃下,采用真空熱壓燒結(jié)工藝研究了石墨含量變化對銅/石墨復(fù)合材料力學(xué)性能的影響,結(jié)果表明,隨著石墨體積含量的不斷增加,銅/石墨復(fù)合材料的硬度逐漸減小,抗壓強(qiáng)度與延展性也逐漸降低,這是因?yàn)殂~基復(fù)合材料中作為支撐材料的銅含量逐漸降低,而過多的石墨嚴(yán)重影響了銅/石墨復(fù)合材料的性能。(3)采用第一性原理方法研究Cu...

【文章頁數(shù)】：83 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSTRACT
第一章 緒論
    1.1 課題研究背景
    1.2 銅-石墨復(fù)合材料
    1.3 銅-石墨復(fù)合材料的制備工藝
        1.3.1 粉末冶金法
        1.3.2 機(jī)械合金法
        1.3.3 真空攪拌鑄造法
        1.3.4 噴射沉積法
    1.4 銅石墨復(fù)合材料存在的問題與研究意義
    1.5 本文的研究內(nèi)容
第二章 試驗(yàn)方法與計(jì)算理論基礎(chǔ)
    2.1 試驗(yàn)工藝流程圖
    2.2 試樣制備
        2.2.1 試樣成分設(shè)計(jì)與配料
        2.2.2 試樣制備及燒結(jié)工藝
    2.3 銅石墨復(fù)合材料的組織結(jié)構(gòu)分析
        2.3.1 X射線衍射分析
        2.3.2 微觀組織分析
    2.4 銅石墨復(fù)合材料的力學(xué)性能測試
        2.4.1 維氏硬度測試
        2.4.2 壓縮性能測試
    2.5 計(jì)算材料學(xué)介紹
    2.6 第一性原理介紹
        2.6.1 第一性原理理論概述
        2.6.2 第一性原理理論
        2.6.3 計(jì)算軟件介紹
第三章 探究活性元素Zr對銅/石墨界面性質(zhì)的影響
    3.1 引言
    3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與驗(yàn)證
    3.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        3.3.1 XRD分析
        3.3.2 SEM分析
        3.3.3 硬度分析
        3.3.4 室溫壓縮性能
    3.4 本章小結(jié)
第四章 探究石墨含量對銅-石墨界面性質(zhì)的影響
    4.1 前言
    4.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)
    4.3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析
        4.3.1 X射線衍射分析
        4.3.2 SEM分析
        4.3.3 硬度分析
        4.3.4 室溫壓縮性能
    4.4 本章小結(jié)
第五章 探究Cu/TiC界面結(jié)構(gòu)與電子性質(zhì)
    5.1 引言
    5.2 計(jì)算細(xì)節(jié)
    5.3 計(jì)算理論公式
        5.3.1 表面能公式
        5.3.2 粘附功
        5.3.3 界面能
    5.4 結(jié)果與討論
        5.4.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        5.4.2 表面能
        5.4.3 吸附能
        5.4.4 界面能
        5.4.5 界面結(jié)構(gòu)電子差分密度分析
        5.4.6 界面結(jié)構(gòu)態(tài)密度分析
    5.5 本章小結(jié)
第六章 探究Ag/TiC界面結(jié)構(gòu)與電子性質(zhì)
    6.1 引言
    6.2 計(jì)算細(xì)節(jié)
    6.3 結(jié)果與討論
        6.3.1 結(jié)構(gòu)優(yōu)化
        6.3.2 表面能
        6.3.3 吸附能
        6.3.4 界面能
        6.3.5 界面結(jié)構(gòu)電子差分密度分析
        6.3.6 界面結(jié)構(gòu)態(tài)密度分析
    6.4 本章小結(jié)
第七章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
致謝
研究生期間發(fā)表的論文



本文編號：3983398