Investigation of Structure and Physico-Mechanical Properties of Composite Materials Based on Copper - Carbon Nanoparticles Powder Systems

Abstract

BADANIE STRUKTURY I WŁAŚCIWOŚCI FIZYKO-MECHANICZNYCH SPIEKANYCH MATERIAŁÓW KOMPOZYTOWYCH MIEDŹ-NANOCZĄSTKI WĘGLAPhysico-mechanical and structural properties of electrocontact sintered copper matrix-carbon nanoparticles composite powder materials are presented. Scanning electron microscopy revealed the influence of preliminary mechanical activation of the powder system on distribution of carbon nanoparticles in the metal matrix. Mechanical activation ensures mechanical bonding of nanoparticles to the surface of metal particles, thus giving a possibility for manufacture of a composite with high physico-mechanical properties.Keywords: powder metallurgy, electrocontact sintering, physico-mechanical properties, carbon nanoparticles, composite powder materials, triboengineering characteristics, mechanical activation Materiały kompozytowe o osnowie miedzi zawierające nanocząstki węgla wytwarzano metodą spiekania elektrostykowego. Spieki poddano badaniom właściwości fizyko-mechanicznych oraz badaniom strukturalnym. Obserwacje przełomów za pomocą mikroskopu skaningowego wykazały korzystny wpływ mechanicznej aktywacji mieszanki proszków na rozmieszczenie nanocząstek węgla w osnowie metalowej. Aktywacja prowadzona w wysokoenergetycznym młynie wibracyjnym doprowadza do mechanicznego połączenia nanocząstek węgla z powierzchnią cząstek miedzi, dzięki czemu możliwe jest wytworzenie spiekanego kompozytu o wysokich właściwościach fizyko-mechanicznych.

The influence of carbon (fullerite, graphite) on mechanical alloying of Cu-25 at % C composites

“…In most cases, graphite can be utilized [1,[5][6][7][8]. Nanotubes [9][10][11][12][13], nanodiamonds [2,5], and fullerites [3,[14][15][16] are mentioned in the literature as possible carbon sources. Among the methods used for modification of copper with carbon are sintering [6,13], the formation of film coatings by the joint deposition of Cu and carbon [15,16], carbon deposition from gaseous phase via the catalytic decomposition of acetylene and ethylene with subsequent compacting and sintering [12], application of ultrahigh strain [1], and shock-wave loading [14].…”

Formation of Surface Layers in Cu-C System

“…One of the main directions of modern materials science development is a development of selflubricating coverings on the base of metal matrix permitting to solve successfully the problems of ensuring the critical friction units by complex of required characteristics: operate reliability, high wear-resistance, stability of work, etc. [1]. The promising direction of obtaining the composites of antifriction purpose in dry friction units is the introduction of carbon having high tribological and physic-mechanical characteristics into metal matrix [2].…”