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本文以酚醛树脂为粘结剂,通过捏合、模压工艺成功制备了铜纤维/石墨导电复合材料。通过对原料配方和制备工艺等的控制,制备了一系列不同的复合材料,并探讨了这些因素对复合材料密度、电阻率、弯曲和压缩性能的影响。
研究发现:从原料配比来看,随着铜纤维含量的增大,复合材料的密度逐渐增大,电阻率逐渐降低,弯曲和压缩性能逐渐增强,且采用较大长径比的铜纤维所制得的复合材料的导电性能和力学性能较好;石墨的粒径对复合材料的性能有着很大的影响,由较小粒径的石墨粉制得的复合材料具有较高的密度、较高的导电和力学性能;粘结剂含量的增大,会导致复合材料导电性能的降低,但对其力学性能的改善有益;粘结剂的固化和热降解行为会在很大程度上影响复合材料的性能。酚醛树脂比环氧树脂更适合作为此种复合材料的粘结剂。
从制备工艺方面来看,模压压力的增大能提高复合材料的密度、导电性能、弯曲性能和垂直于模压方向的抗压强度,但由于“再致密化”现象的发生,其的增大会降低材料在平行于模压方向的抗压强度;将原料直接捏合的制备复合材料的方法要优于其余混合方法;碳纤维的混杂能显著改善复合材料的导电性能。
制得的复合材料具有较为突出的导电性能,其在铜纤维质量含量为60%时的电阻率仅为1.92μΩm,比纯石墨的电阻率8~12μΩm小得多,此外,其力学性能较好,还具有较为优异的耐烧蚀性能,比较适合作为电磁炮导轨材料而使用。