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SiCCu(Fe)双连续相复合材料的制备及腐蚀与摩擦性能研究
SiCCu(Fe)双连续相复合材料的制备及腐蚀与摩擦性能研究
摘要：
本文以氧化铜为模板，在其中填充SiC和Fe，制备了SiCCu(Fe)双连续相复合材料。通过SEM、EDS等手段对该复合材料进行了表征，结果表明该材料具有明显的双连续相结构。对该材料的腐蚀和摩擦性能进行了评价，发现该材料具有较好的耐腐蚀性能和摩擦性能。
关键词：SiCCu(Fe)；双连续相；复合材料；腐蚀性能；摩擦性能
一、引言
随着航空、航天、能源、机械等领域的不断发展，对材料性能的要求也越来越高。为了满足这些需求，人们不断研究新型材料。双连续相复合材料是一种新兴的材料，具有优异的力学性能、高温耐蚀性和高温抗氧化性能等。因此，研究双连续相复合材料具有重要意义。
SiCCu(Fe)双连续相复合材料具有结构复杂、性能优异的特点。本文以氧化铜为模板，采用模板法制备了SiCCu(Fe)双连续相复合材料，并对其进行了表征和评价。
二、材料和方法
1.材料
氧化铜：CuO（AR，Aladdin）
氨水：NH3·H2O（AR，Damao）
硫酸：H2SO4（AR，Damao）
SiC粉：（AR，Damao）
Fe粉：（AR，Damao）
2.方法
（1）制备氧化铜模板
将氧化铜粉末与硫酸混合，加热至80℃反应2h得到氧化铜凝胶。将凝胶离心分离得到湿凝胶，然后在空气中烘干至恒重。将氧化铜凝胶烧结至680℃，烧结温度保持2h，在空气中冷却，得到氧化铜模板。
（2）制备SiCCu(Fe)双连续相复合材料
将固定比例的SiC和Fe分别混合均匀，并将其分别加入到氧化铜模板的孔隙中，随后将样品在有NH3·H2O存在的环境中进行还原处理，并在氢气保护下恒温保持1h。随后样品在空气中冷却，并移除模板。
（3）表征和评价
利用扫描电子显微镜（SEM）对样品的表面形貌进行观察。利用能谱仪（EDS）对样品的元素组成进行分析。通过腐蚀试验和摩擦实验，评价样品的耐腐蚀性能和摩擦性能。
三、结果与分析
1.表征结果
图1为SiCCu(Fe)双连续相复合材料的SEM图像。可以看出，该材料具有明显的双连续相结构，SiC和Fe分布均匀，且孔隙率很低。图2为该复合材料的EDS分析结果，其中Si、C、Cu和Fe元素均出现。
2.腐蚀性能评价结果
图3为SiCCu(Fe)双连续相复合材料的腐蚀试验结果。可以看出，在不同的腐蚀介质下，该材料的腐蚀失重均较小，表明该复合材料具有很好的耐腐蚀性能。
3.摩擦性能评价结果
图4为SiCCu(Fe)双连续相复合材料的摩擦实验结果。可以看出，在不同的负荷下，该材料的摩擦系数都很低，表明该复合材料具有很好的摩擦性能。
四、结论
本文采用模板法制备了SiCCu(Fe)双连续相复合材料。表征结果表明该材料具有明显的双连续相结构，且SiC和Fe分布均匀，并且具有很低的孔隙率。腐蚀试验和摩擦实验表明该复合材料具有很好的耐腐蚀性能和摩擦性能。因此，该材料具有很好的应用前景。
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