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因其良好的物理性能和力学性能,碳纤维增强铜基复合材料在工程领域具有广泛的应用前景。但碳纤维与Cu基体之间存在润湿性较差、模量匹配度低等界面问题,碳纤维的优异性能难以充分发挥。目前,纤维表面金属化能够很好地解决二者之间的界面问题。本文采用电化学沉积法分别在短切碳纤维和连续纤维表面制备均匀、平整的Ni镀层,研究了镀层制备参数对镀层的影响;通过电化学沉积法制备Ni、Cu、Ni/Cu等多种镀层修饰的连续纤维(Ccf),探究镀层对连续纤维拉伸强度的影响。同时,通过热压烧结法将Ni/Cu复合镀层修饰纤维直接进行热压烧结,制备镀镍碳纤维增强铜基复合复合材料,探讨纤维含量对复合拉伸强度的影响以及纤维增强体的作用机制。现本文得到以下结果:(1)以电解Ni板为阳极,Ni棒为阴极,5V电压下电沉积10min在短切碳纤维表面可获得约为0.7μm厚、均匀平整的单质Ni镀层,实现了镀层的厚度可控;在6V电压下于镀镍碳纤维表面沉积6μm Cu镀层,通过热压烧结法在850℃、5min条件下将复合丝热压成型制备镀镍碳纤维增强铜基复合材料(Csf/Cu(Ni)),并在同等工艺参数下制备纤维体积分数相同的碳纤维增强铜基复合材料(Csf/Cu)。通过其拉伸性能的测试表明,Csf/Cu(Ni)复合材料的屈服强度和极限拉伸强度明显优于Csf/Cu,约提高20%,且纤维拔出长度也明显小于Csf/Cu。(2)以Ni板为阳极,黏附碳纤维的U型架为阴极,分别制备Cf/Cu连续碳纤维、Cf/Ni连续碳纤维、Cf/Ni/Cu(先镀镍再镀铜)双镀层修饰碳纤维和Cf/Cu/Ni(先镀铜再镀镍)双镀层修饰碳纤维,测试各类单丝的拉伸强度。结果表明,Cf/Ni/Cu、Cf/Cu/Ni、Cf/Ni单丝拉伸强度明显高于未修饰碳纤维,Cf/Ni/Cu复合丝拉伸强度?σfw比Cf分别提高10%,明显高于Cf/Cu、Cf/Ni的提高率,且分散性更小;Cf/Ni/Cu复合丝在拉伸过程Cu、Ni断口平齐,镀层与Cf结合较好;750℃Ar气氛保护下热处理1h后Cf/Ni/Cu复合丝镀层球化,且复合丝强度分散性比未处理Cf/Ni/Cu降低20%,但强度基本无变化。(3)将镀覆Ni/Cu复合镀层的连续纤维复合丝在800℃、20 MPa条件利用放电等离子烧结(SPS)分别制备碳纤维体积分数为20%、30%、40%的连续镀镍碳纤维增强的铜基复合材料(Ccf/Cu(Ni)),并与相同烧结工艺下制备的同碳纤维体积分数的Ccf/Cu复合材料进行对比。可知,Ccf/Cu(Ni)最大极限拉伸强度明显高于Ccf/Cu;随着纤维体积分数的增大,两种复合材料的拉伸强度均呈现先增大后减小的趋势。纤维体积过高时,复合材料在断裂前即发生纤维分层脱离。