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材料因素对铜石墨复合材料载流摩擦性能的影响

复合材料的组分、含量、形态和界面状态决定铜-石墨复合材料的导电性能和摩擦磨损性能。铜-石墨复合材料依靠连成三维网状结构的铜基体满足强度和导电性能要求，依靠石墨发挥润滑作用。原始铜粉和石墨粉的种类，粒度、含量、表面润湿情况及烧结工艺均对最终制备复合材料的组分、含量、形态、界面结合状态等有决定性作用，进而决定所制备复合材料的载流摩擦性能。选用电解铜粉和天然石墨粉为原料，SPS法制备铜-石墨复合材料，研究烧结工艺、原始粉末的粒度、石墨的含量、石墨是否镀铜对铜-石墨复合材料载流摩擦性能的影响。结果表明，780℃为最佳烧结温度，铜基体形成了网状结构，增强相石墨均匀的分布在材料中，界面结合致密，无明显孔隙、裂纹存在；石墨含量为10wt.%的铜基复合材料载流摩擦性能最好，此时的主要磨损形式为碾压塑性变形；铜-铜包石墨复合材料性能略好于铜-石墨复合材料；最佳原始粉末粒度为150μm铜粉与75μm石墨粉；试验过程中，相关因素对摩擦副的载流效率和载流稳定性影响不大，电弧侵蚀面积占比较小。