梯度材料具有多性能与结构的特点,而且材料的属性可以根据具体应用进行定制。在梯度材料中,功能梯度增强相增强Cu基复合材料具备优异的金属导电导热性以及增强相带来的高硬度和耐磨性,在电接触材料中的应用具有广阔的前景。本课题采用激光熔覆技术在纯Cu表面制备TiC-C/Cu和WC-C/Cu两种功能梯度复合涂层,充分利用石墨相和陶瓷相两种材料优良的性能,将两者添加到基体中起到协同增强的效果,构建一个成分及性能逐渐变化的功能梯度复合涂层,研究成分梯度对两种涂层的组织以及性能的影响,研究了两种涂层的电烧蚀以及摩擦磨损性能。主要结果如下:1、优选了制备TiC-C/Cu梯度涂层的工艺,TiC-C/Cu梯度涂层无新相产生,增强相与Cu基体界面干净。沿着梯度涂层的构建方向,增强相组成、分布形态呈梯度变化。TiC-C/Cu梯度复合涂层的维氏硬度值梯度增加,断口呈现出由韧性断裂向脆性断裂渐变的特征,与微观结构的变化相互印衬。2、WC-C/Cu梯度涂层未有新的反应相形成。添加的增强相与Cu基体界面无缺陷以及杂质。沿着梯度涂层构建方向,增强相的梯度组分含量增加,致使梯度复合涂层的微观结构以及维氏硬度和拉伸断口呈梯度变化。WC-C/Cu梯度复合涂层的增强机制主要是WC颗粒起到的载荷传递强化以石墨相对裂纹扩展的阻碍作用。3、电烧蚀性能方面,电流值增大时,TiC-C/Cu和WC-C/Cu两种梯度复合涂层制备的电极材料表面的烧蚀程度以及烧蚀面积均增加。相对于WC-C/Cu电极来说,TiC-C/Cu电极表现出来的抗烧蚀性能要更好一些。4、摩擦磨损性能方面,滑动速度、载荷以及载流值的增加均使两种梯度涂层的磨损机制变得复杂。综合各项摩擦磨损测试来看,TiC-C/Cu梯度涂层磨损量相对较低,而WC-C/Cu梯度涂层摩擦系数相对较低。