基于石墨烯独特的结构和优异的性能,本课题将GNP(石墨烯纳米板)加入传统的Cu-SiC复合材料。行星球磨、冷压和烧结三种工艺共同用于Cu-SiC-GNP复合材料的制备,而且这种制备工艺也为Cu提供了一条高效率的工业化生产路径。由于Cu-SiC-GNP是一种新材料,它的加工参数被作为首要研究对象。研究开始时采用未球磨的铜粉以及球磨2h的Cu-SiC-GNP两种材料来探索合适的烧结温度,通过对材料的形貌、密度和硬度进行观测分析。随着烧结温度的增加,Cu和Cu-SiC-GNP晶粒间长大相互连接的现象越来越明显,同时孔隙率也不断增长。综合考虑两种材料的密度曲线、硬度曲线以及形貌分布,比较合适的烧结温度为800?C。此外由于高熔点的SiC和GNP的加入,适合Cu-SiC-GNP的烧结点较Cu的高。另外,对于球磨时间的分析,Cu和Cu-SiC也被制备作为Cu-SiC-GNP的对比实验,同时使用XRD、FSEM、光学显微镜、密度测量器、维氏显微硬度计和万能试验机对粉末样品和烧结样品进行表征。XRD图谱表明这三种材料在8h球磨过程中没有或者只有微量的反应发生。随着球磨时间的延长,Cu、Cu-SiC和Cu-SiC-GNP三种材料的形貌也呈现相似的变化规律:在冷焊和破碎的作用下,粒子逐渐转变为片状。此外,随着球磨时间的增加,由于加工硬化和粒子的不规则形状,Cu、Cu-SiC和Cu-SiC-GNP的密度总体上呈下降趋势。对于硬度而言,当球磨时间继续增加时,由于加工硬化和粒子细化,材料的硬度呈上升趋势。对于材料的压缩性能来说,随着球磨时间的增加,Cu和Cu-SiC都有所提高,而Cu-SiC-GNP的最大抗压应力则呈现减小的趋势。此外,当球磨时间延长时,因为颗粒的不规则形状或者球磨时间不足以均匀分散SiC和GNP,所以Cu-SiC-GNP的屈服点呈不规则变化。球磨时间增加时塑性变形和加工硬化为Cu-SiC-GNP硬度增加和密度降低的主要原因,而且材料抵抗进一步变形引起的局部内应变又会带来位错密度的增加和晶粒细化,进而提高硬度。Cu-SiC-GNP压缩强度的增强机制为:(i)晶粒细化,(ii)载荷从Cu基转移至纳米SiC颗粒和GNP以及(iii)基体和增强相的错配引起的位错增加。本课题是对Cu-SiC-GNP复合材料的基础研究,主要研究合适的加工参数、粉末球磨过程中的演变以及基本的机械性能。虽然Cu-SiC-GNP的基础性研究以及完成,但有许多工作仍需进行研究。如更长的球磨时间下材料的形貌及性能变化;孔隙度分布的进一步表征;增强相和基体的结合情况以及Cu-SiC-GNP的抗摩擦性能以及导电导热性。