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碳纳米管增强铜基复合材料以其良好的导电性、导热性及低的热膨胀系数而受到材料工作者的极大关注。尽管从目前来看其研究已取得了一些进展,但总的来说综合性能与人们的预期相距较远,现有的技术路线还无法满足人们对低成本、规模化制备优异综合性能的碳纳米管增强铜基复合材料的期待。针对以上问题,本论文首先利用微波法和喷雾干燥法合成了纳米碳/铜复合粉末,然后以得到的复合粉末为原料通过热压烧结成形制备了纳米碳增强铜基复合材料。本文还初步探索了铜基复合材料的注射成型所用碳纳米管改性粘结剂,为规模化生产Cu/CNTs提供参考依据。(1)通过添加氧化石墨烯(graphene oxide简称GO)促进碳纳米管在水溶液中均匀分散,并采用微波加热的方式,成功制备碳纳米管穿插嵌入的Cu2O-CNTs-GO复合球。并考察了搅拌速度、微波功率和还原温度对氧化亚铜颗粒的结构和微观形貌的影响。研究表明:选用300r/min的搅拌速度和525W的微波功率最终能得到粒径分布均匀的Cu2O-CNTs-GO复合球;采用350℃的还原温度,在充分还原的同时又能保持粉末较好的球形度。(2)在85℃磁力搅拌下,一定量的碳纳米管、氧化石墨烯、硝酸铜和柠檬酸溶解于200ml去离子水中。持续搅拌此混合溶液4h后,获得均匀一致的溶胶。保持进风温度和出风温度分别在200℃和120℃的条件下,此溶胶在喷雾干燥机中干燥后得到前驱体粉末。最后,将此粉末在气氛炉中经煅烧、还原后即可制得颗粒细小的Cu-CNTs-GO复合粉末。(3)将上述方法制得的复合粉末热压烧结成形,结果表明:纳米碳的加入提高了材料的耐磨性、降低了材料热膨胀系数。同时,微波法合成的复合球热压后得到Cu-CNTs-rGO (rGO指已还原的氧化石墨烯)复合材料,由于碳纳米管和石墨烯的协同增强作用,及良好的分散,获得了热导率为190.85Wm-1K-1,热膨胀系数为12.99×10-6/k的结果。(4)通过熔融共混将功能化的碳纳米管引入到蜡基粘结剂中,得到碳纳米管改性的复合粘结剂。扫描电镜(SEM)显微照片显示,功能化的碳纳米管能均匀分散在粘结剂基体中。偏光显微照片和热性能分析结果表明,碳纳米管的加入能有效地提高粘结剂的结晶度和热稳定性,进而改善生坯在脱脂时的保形性。碳纳米管与粘结剂的非共价键结合有助于碳纳米管的均匀分散,更可能有利于复合材料成型后的脱脂。