激光辅助低压冷喷涂CNTs/Cu复合涂层工艺研究

针对高压隔离开关铜触头表面修复与改性的需求，以碳纳米管（carbon nanotubes,CNTs）为增强相，Cu为黏结相，通过激光辅助低压冷喷涂的方法在Cu基材表面制备了CNTs/Cu复合涂层。首先，采用化学镀铜的方式对CNTs进行表面金属化处理，以提高其密度并增强其与Cu黏结相的界面结合；然后，对喷涂距离、扫描速度、激光辐照功率等工艺参数进行优化；最后，利用能量色谱仪和扫描电镜等测试方法对复合涂层的微观特性进行分析。研究结果表明，当喷涂距离为15 mm时，涂层与基体的结合效果较好；随着扫描速度的增加，涂层内部具有相对较好的致密性，涂层/界面结合状态较好，涂层表面平整。随着激光辐照功率的增加，涂层厚度和宽度呈现先增加后减小的规律，并在800 W时涂层的厚度达到最高。由于激光的加热软化效应以及CNTs表面铜镀层的保护作用，CNTs能够均匀分散于复合涂层中且能保持结构的完整性。