CNTs增强石墨/铝复合材料的挤压态组织及摩擦磨损性能
发布时间：2021-01-10 15:19
采用粉末冶金法和热挤压法制备了CNTs增强铝基复合材料,并用扫描电镜和光学显微镜观察了复合材料的显微组织和摩擦表面形貌,分析了CNTs含量对铝基复合材料的硬度、摩擦磨损等性能的影响。结果表明,随CNTs含量的增加,铝基复合材料致密度增大,摩擦因数和磨损率降低,硬度也降低;材料磨损形式主要为粘着磨损和磨粒磨损。
【文章来源】：特种铸造及有色合金. 2016,36(01)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１未挤压及挤压不同ＣＮＴｓ含量下复合材料显微组织（ａ）未热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）
３个试样，取平均值。２试验结果与讨论２．１显微组织图１为热挤压前后试样的显微组织。图１中灰色块状相为Ｓｉ颗粒，较小黑色片状相为石墨颗粒。比较可知，Ｓｉ和石墨经热挤压后在铝基体中分布更为均匀。从图１ａ看出，基体组织粗大，石墨与Ｓｉ颗粒集中分布于晶界处，并存在大量孔洞缺陷。经热挤压后Ｓｉ与石墨更均匀地分散在基体里面，从图１ｂ～图１ｄ可以看到，随着ＣＮＴｓ含量的增多，组织中并未出现孔洞缺陷，说明通过热挤压能使复合材料组织更加致密。图２为ＣＮＴｓ纯化后的ＴＥＭ照片，可以看到ＣＮＴｓ（ａ）未热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．１％（ｂ）热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．１％（ｃ）热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．２％（ｄ）热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．３％图１未挤压及挤压不同ＣＮＴｓ含量下复合材料显微组织为多壁、中空、旋转结构，直径为１０～５０ｎｍ，长度为１～１０μｍ。图２碳纳米管的ＴＥＭ照片２．２显微硬度图３为复合材料的硬度与ＣＮＴｓ含量的关系。从图３复合材料的硬度与ＣＮＴｓ含量的关系图３可以看到，加入０．１％的ＣＮＴｓ后，复合材料的硬度（ＨＶ）由４６增大到５３，可见适量ＣＮＴｓ有助于提高基体硬度。但是随着ＣＮＴｓ（含量）从０．１％增加到０．３％，复合材料的硬度反而降低，这是由于随着ＣＮＴｓ含量增多，更不容易在基体中分散均匀，部分发生团聚，反而使基体的硬度下降。２．３摩擦磨损性能由于摩擦磨损为干摩擦，如果负载过大，转速过高，摩擦过程中试样
通过热挤压能使复合材料组织更加致密。图２为ＣＮＴｓ纯化后的ＴＥＭ照片，可以看到ＣＮＴｓ（ａ）未热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．１％（ｂ）热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．１％（ｃ）热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．２％（ｄ）热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．３％图１未挤压及挤压不同ＣＮＴｓ含量下复合材料显微组织为多壁、中空、旋转结构，直径为１０～５０ｎｍ，长度为１～１０μｍ。图２碳纳米管的ＴＥＭ照片２．２显微硬度图３为复合材料的硬度与ＣＮＴｓ含量的关系。从图３复合材料的硬度与ＣＮＴｓ含量的关系图３可以看到，加入０．１％的ＣＮＴｓ后，复合材料的硬度（ＨＶ）由４６增大到５３，可见适量ＣＮＴｓ有助于提高基体硬度。但是随着ＣＮＴｓ（含量）从０．１％增加到０．３％，复合材料的硬度反而降低，这是由于随着ＣＮＴｓ含量增多，更不容易在基体中分散均匀，部分发生团聚，反而使基体的硬度下降。２．３摩擦磨损性能由于摩擦磨损为干摩擦，如果负载过大，转速过高，摩擦过程中试样温度会过高，从而导致铝基体软化，影响结果的真实性。因此，试样在２、４、６Ｎ载荷下进行摩擦磨损试验，取３组试样，分别计算出磨损率并取平均值，见图４。可以看出，载荷为４Ｎ时，各组试样的磨损率最高。磨损率还与ＣＮＴｓ含量有关，在相同载荷下，随着ＣＮＴｓ的含量增加，复合材料的磨损率逐渐减校这与ＳＩＭＭＷ等［８］研究结果是一致的，即复合材料的磨损率随增强相体积分数的增加而降低。另外，未添加ＣＮＴｓ的试样磨损率在
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨/CNTs增强铝基混杂复合材料的微观组织与摩擦磨损性能[J]. 吴尚敏,李克,王飞,廖健南,詹美清. 材料导报. 2014(02)
[2]碳纳米管/铝基复合材料的制备及摩擦性能研究[J]. 丁志鹏,张孝彬,许国良,何金孝,涂江平,陈卫祥. 浙江大学学报(工学版). 2005(11)
[3]多壁纳米碳管/Cu基复合材料的摩擦磨损特性[J]. 王浪云,涂江平,杨友志,张孝彬,陈卫祥,卢焕明. 中国有色金属学报. 2001(03)
博士论文
[1]碳纳米管及锡—碳纳米管复合材料的电化学储锂性能研究[D]. 张洪坤.北京化工大学 2013
[2]碳纳米管/碳纤维多尺度复合材料界面增强机理研究[D]. 王超.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：2968936
【文章来源】：特种铸造及有色合金. 2016,36(01)北大核心
【文章页数】：4 页
【部分图文】：
图１未挤压及挤压不同ＣＮＴｓ含量下复合材料显微组织（ａ）未热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）
３个试样，取平均值。２试验结果与讨论２．１显微组织图１为热挤压前后试样的显微组织。图１中灰色块状相为Ｓｉ颗粒，较小黑色片状相为石墨颗粒。比较可知，Ｓｉ和石墨经热挤压后在铝基体中分布更为均匀。从图１ａ看出，基体组织粗大，石墨与Ｓｉ颗粒集中分布于晶界处，并存在大量孔洞缺陷。经热挤压后Ｓｉ与石墨更均匀地分散在基体里面，从图１ｂ～图１ｄ可以看到，随着ＣＮＴｓ含量的增多，组织中并未出现孔洞缺陷，说明通过热挤压能使复合材料组织更加致密。图２为ＣＮＴｓ纯化后的ＴＥＭ照片，可以看到ＣＮＴｓ（ａ）未热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．１％（ｂ）热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．１％（ｃ）热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．２％（ｄ）热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．３％图１未挤压及挤压不同ＣＮＴｓ含量下复合材料显微组织为多壁、中空、旋转结构，直径为１０～５０ｎｍ，长度为１～１０μｍ。图２碳纳米管的ＴＥＭ照片２．２显微硬度图３为复合材料的硬度与ＣＮＴｓ含量的关系。从图３复合材料的硬度与ＣＮＴｓ含量的关系图３可以看到，加入０．１％的ＣＮＴｓ后，复合材料的硬度（ＨＶ）由４６增大到５３，可见适量ＣＮＴｓ有助于提高基体硬度。但是随着ＣＮＴｓ（含量）从０．１％增加到０．３％，复合材料的硬度反而降低，这是由于随着ＣＮＴｓ含量增多，更不容易在基体中分散均匀，部分发生团聚，反而使基体的硬度下降。２．３摩擦磨损性能由于摩擦磨损为干摩擦，如果负载过大，转速过高，摩擦过程中试样
通过热挤压能使复合材料组织更加致密。图２为ＣＮＴｓ纯化后的ＴＥＭ照片，可以看到ＣＮＴｓ（ａ）未热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．１％（ｂ）热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．１％（ｃ）热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．２％（ｄ）热挤压，ｗ（ＣＮＴｓ）＝０．３％图１未挤压及挤压不同ＣＮＴｓ含量下复合材料显微组织为多壁、中空、旋转结构，直径为１０～５０ｎｍ，长度为１～１０μｍ。图２碳纳米管的ＴＥＭ照片２．２显微硬度图３为复合材料的硬度与ＣＮＴｓ含量的关系。从图３复合材料的硬度与ＣＮＴｓ含量的关系图３可以看到，加入０．１％的ＣＮＴｓ后，复合材料的硬度（ＨＶ）由４６增大到５３，可见适量ＣＮＴｓ有助于提高基体硬度。但是随着ＣＮＴｓ（含量）从０．１％增加到０．３％，复合材料的硬度反而降低，这是由于随着ＣＮＴｓ含量增多，更不容易在基体中分散均匀，部分发生团聚，反而使基体的硬度下降。２．３摩擦磨损性能由于摩擦磨损为干摩擦，如果负载过大，转速过高，摩擦过程中试样温度会过高，从而导致铝基体软化，影响结果的真实性。因此，试样在２、４、６Ｎ载荷下进行摩擦磨损试验，取３组试样，分别计算出磨损率并取平均值，见图４。可以看出，载荷为４Ｎ时，各组试样的磨损率最高。磨损率还与ＣＮＴｓ含量有关，在相同载荷下，随着ＣＮＴｓ的含量增加，复合材料的磨损率逐渐减校这与ＳＩＭＭＷ等［８］研究结果是一致的，即复合材料的磨损率随增强相体积分数的增加而降低。另外，未添加ＣＮＴｓ的试样磨损率在
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨/CNTs增强铝基混杂复合材料的微观组织与摩擦磨损性能[J]. 吴尚敏,李克,王飞,廖健南,詹美清. 材料导报. 2014(02)
[2]碳纳米管/铝基复合材料的制备及摩擦性能研究[J]. 丁志鹏,张孝彬,许国良,何金孝,涂江平,陈卫祥. 浙江大学学报(工学版). 2005(11)
[3]多壁纳米碳管/Cu基复合材料的摩擦磨损特性[J]. 王浪云,涂江平,杨友志,张孝彬,陈卫祥,卢焕明. 中国有色金属学报. 2001(03)
博士论文
[1]碳纳米管及锡—碳纳米管复合材料的电化学储锂性能研究[D]. 张洪坤.北京化工大学 2013
[2]碳纳米管/碳纤维多尺度复合材料界面增强机理研究[D]. 王超.哈尔滨工业大学 2013
本文编号：2968936
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