纳米金刚石石墨化转变以及纳米金刚石/铜复合材料的制备与性能

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第一章 绪言

1.1铜基复合材料

1.1.1铜基复合材料的分类

1.1.2弥散强化金属基复合材料的强化机制

1.1.3弥散强化金属基复合材料的界面结构

1.1.4弥散强化铜基复合材料的制备方法

1.1.5弥散强化铜基复合材料的性能

1.1.6复合材料的摩擦磨损性能

1.1.7弥散强化铜基复合材料的应用领域

1.1.8弥散强化相的选择

1.2纳米金刚石合成、性能及应用前景

1.2.1爆轰法合成纳米金刚石

1.2.2纳米金刚石的性能特点

1.2.3纳米金刚石的应用前景

1.3本课题的研究内容及意义

第二章 复合材料制备及实验方法

2.1实验原料及材料制备工艺

2.1.1实验原料

2.1.2纳米金刚石退火处理

2.1.3复合材料制备工艺

2.2实验设备、仪器及性能测试方法

2.2.1实验设备

2.2.2测试仪器

2.2.3微观结构分析及性能测试方法

第三章 纳米金刚石石墨化转变

3.1纳米金刚石退火转变的XRD分析

3.2纳米金刚石石墨化转变的高分辨透射(HRFEM)分析

3.2.1原始纳米金刚石结构及表面形貌

3.2.2纳米金刚石在900℃、1100℃和1200℃退火的结构转变

3.2.3纳米金刚石石墨化转变产物的形态

3.3纳米金刚石石墨化转变模型探讨

3.4过渡相巴基金刚石(Bucky-diamond)、石墨相的形成

3.4.1过渡相及石墨带的形成

3.4.2碳纳米结构的拉曼光谱表征

3.4.3石墨带的形成机制及碳纳米结构的稳定性

3.5纳米金刚石及其退火产物的表面化学组成研究

3.5.1傅立叶红外光谱表征

3.5.2 X射线光电子能谱分析(XPS)

3.6本章小结

第四章 纳米金刚石弥散强化铜基复合材料制备工艺的研究

4.1混合粉末的制备

4.2制备工艺的研究

4.2.1成型压力对复合材料性能的影响

4.2.2烧结对复合材料性能的影响

4.2.3复压烧结对复合材料性能的影响

4.3本章小结

第五章 金刚石弥散强化铜基复合材料的性能研究

5.1 ND/Cu复合材料的显微结构与性能研究

5.1.1 ND/Cu复合材料的显微组织

5.1.2 ND含量对ND/Cu复合材料密度的影响

5.1.3 ND含量对ND/Cu复合材料电导率的影响

5.1.4 ND含量对ND/Cu复合材料硬度和抗拉强度的影响

5.1.5 ND含量对ND/Cu复合材料断裂性能的影响

5.1.6小结

5.2 MD/Cu复合材料的性能研究

5.2.1 MD含量对MD/Cu复合材料密度和电导率的影响

5.2.2 MD含量对MD/Cu复合材料硬度和抗拉强度的影响

5.2.3 MD含量对MD/Cu复合材料断裂性能的影响

5.2.4小结

5.3复合材料的抗软化性能

5.4复合材料的摩擦磨损性能

5.4.1 ND/Cu复合材料的磨损性能

5.4.2 MD/Cu复合材料的磨损性能

5.5本章小结

第六章表面改性ND/Cu复合材料的性能及其微观结构表征

6.1表面改性对纳米金刚石表面形貌和化学结构的影响

6.1.1表面改性对纳米金刚石表面形貌的影响

6.1.2表面改性对纳米金刚石表面化学结构的影响

6.2表面改性处理对ND/Cu复合材料性能的影响

6.2.1表面改性对ND/Cu复合材料密度和电导率的影响

6.2.2表面改性对ND/Cu复合材料抗拉强度和硬度的影响

6.2.3改性处理ND/Cu复合材料的抗软化温度

6.2.4表面改性处理对ND/Cu复合材料磨损性能的影响

6.2.5磨屑分析和磨损机制探讨

6.3 ND/Cu复合材料的微观结构表征

6.3.1纳米金刚石在基体中的分布状态

6.3.2 ND/Cu复合材料中的位错结构

6.3.3 ND/Cu复合材料的界面特征

6.4 ND/Cu复合材料的强化机制

6.5本章小结

第七章 主要结论和创新点

7.1主要结论

7.2本文创新点

参考文献

攻读博士期间发表的学术论文和科研情况

致谢