本技术介绍了一种制备Ti2AlC强化铜碳复合材料以提高其耐磨性能的方法,涵盖以下步骤:1. 湿式超声分散;2. 干燥处理;3. 球磨细化;4. 去应力退火;5. 放电等离子烧结。该方法旨在通过这些步骤优化材料性能,增强耐磨特性。
背景技术
MAX相增强铜碳耐磨材料是一种新型复合材料,结合了MAX相陶瓷的高耐磨性和铜碳基材的韧性、导热性及导电性,适用于极端条件和高性能需求的领域。其应用广泛,包括航空航天中的涡轮叶片、轴承和密封件,汽车工业中的气缸套、阀门和活塞环,电子与热管理设备中的散热元件,能源设备中的泵、管道和阀门,以及工业刀具与模具等,能够显著延长设备使用寿命并减少维护频率。因其特殊的层状结构,兼具金属的导电性和陶瓷的高硬度与耐磨性,适用于高温和高摩擦环境。复合材料的制备通常通过粉末冶金、热压烧结等工艺,使MAX相颗粒均匀分布于基体,提升整体性能。为提高界面结合强度,通常会采用界面处理或化学改性,确保材料在高磨损环境下的稳定性和抗脱落能力,MAX相材料在摩擦过程中还会形成自润滑氧化膜,有效减少磨损。
Ti2
AlC增强铜碳复合材料是一种先进的复合材料,通过在铜碳基体中引入MAX相陶瓷Ti2
AlC,结合了Ti2
AlC的高耐磨、耐高温和抗氧化性能以及铜碳基体的高韧性和导热性,适用于极端条件下的应用。其制备工艺主要包括粉末冶金和热压烧结,通过精细控制温度、压力和气氛,确保Ti2
AlC颗粒均匀分布在基体中,并与基体形成牢固结合,提升材料的结构强度和耐磨性。同时,Ti2
AlC的层状结构在摩擦中具备自润滑效果和抗氧化性,能显著减少磨损和高温氧化导致的性能退化。由于其耐用性和稳定性,符合绿色制造和可持续发展的趋势,未来有望应用于核能、风电和化工设备中,减少维护成本和资源消耗。随着材料科学的进步,Ti2
AlC增强铜碳复合材料在电子元件、芯片散热和热管理设备中也将得到广泛应用,为新型复合材料的研发和工业应用提供强劲的动力。然而现有MAX相Ti2
AlC粉体向铜碳耐磨材料基体中引入的方式,其颗粒分散程度不够,以至于颗粒表面积与表面活性未能得到进一步提高,从而影响其进一步与铜碳耐磨材料基体形成紧密结合,无法更进一步提升Ti2
AlC/Cu-C复合材料结构稳定性以及耐磨性能。
实现思路