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碳纳米管增强铜基(Carbon nanotubes/copper,CNTs/Cu)复合材料结合了CNTs的高强度以及铜的高电导率的优点,在高速电气化铁路,微电子集成电路,航空航天等尖端领域有广泛的应用前景。目前制备高强度高电导率的CNTs/Cu复合材料是世界材料研究领域的一个热点。目前CNTs/Cu复合材料的制备方法主要是粉末冶金法,它具有原料配比灵活,得到的材料成分均匀的优点,因此本文采用粉末冶金法即高能球磨-真空热压成型的方法制备CNTs/Cu复合材料。鉴于有文献报道稀土掺杂和细化基体颗粒粒径可以有效提高铜基复合材料的力学和电学性能,因此本文主要研究铜粉粒度的改善和稀土加入对CNTs/Cu复合材料的抗拉强度和电导率性能的影响。本文首先采用单因素法研究了不同铜粉粒度对CNTs/Cu复合材料的抗拉强度和电导率的影响。通过对复合粉体的理论计算和复合材料SEM微观形貌观察分析,结果表明随着铜粉粒度从-200目到-1000目,复合粉体烧结驱动力比值为1:3:5:7,CNTs/Cu复合材料统计平均颗粒尺寸从36.7μm减小到7.2μm。CNTs/Cu复合材料抗拉强度由182.37MPa增加到278.39MPa,提高了 52.75%。电导率先增大后减小,当铜粉粒度小于-600目时CNTs/Cu复合材料电导率从最高的91.85%IACS,降低至 86.12%IACS。然后采用单因素法研究了镧铈混合稀土加入量对CNTs/Cu复合材料的抗拉强度和电导率的影响,研究表明随着稀土的加入有利于提高复合材料电导率和抗拉强度。当稀土加入量为0.05%时复合材料的抗拉强度和电导率达到最高,分别为246.24MPa和92.16%IACS,较不加稀土样品的抗拉强度提高11.4%,电导率提高10.3%。通过球磨粉体XRD计算和复合材料SEM形貌观察及能谱分析发现适量稀土加入的增强作用是细化晶粒,促进CNTs均匀分散于铜基体中。最后采用曲面响应的试验方法得到了 CNTs/Cu复合材料的抗拉强度和电导率的数学模型。根据模型得出的最佳原料组成为:碳管含量1vol%,稀土加入量0.05wt%,铜粉粒度600目,其抗拉强度和电导率分别为245.31MPa,90.95%IACS。