Zr元素对铜-石墨复合材料界面改性的影响

【目的】铜-石墨复合材料是一种重要的功能材料,界面问题是制约铜-石墨复合材料广泛应用的重要因素。因此,研究活性元素Zr对铜-石墨复合材料界面的影响机制具有重要意义。【方法】采用真空热压烧结技术制备了4种Zr元素含量分别为0 vol.%,2 vol.%,5 vol.%和8 vol.%的铜-石墨复合材料。采用X射线衍射仪和配备能谱仪的场发射扫描电子显微镜对样品进行相组成分析和微观形貌观察,利用维式硬度计和静态液压万能试验机分别对样品进行硬度测试和压缩性能测试。【结果】在900℃的真空环境下,活性元素Zr在铜基体与石墨的界面处与石墨反应生成了新相ZrC,新生成的ZrC在铜基体与石墨的接触界面形成一层均匀的过渡层。【结论】力学性能测试发现硬质相ZrC的形成使铜-石墨复合材料的硬度和抗压强度显著增加。