碳/Al基非晶复合材料微观结构及性能研究

发布时间：2021-02-27 19:08

　　近年来,铝基非晶合金由于较高的比强度、低密度等优异性能越来越受到人们的广泛关注,但块体铝基非晶合金玻璃形成能力低和室温塑韧性差等性质限制了其在工程中的应用。本课题通过机械合金化法制备Al85Fe15非晶合金为研究基体,通过机械混合的方法成功制备了碳（石墨烯、碳纳米管和石墨）/Al85Fe15非晶基复合材料,研究了其热稳定性和不同碳材料与基体的界面结合;利用放电等离子烧结和传统粉末冶金法制备了块体Al基非晶复合材料,并对烧结块体的显微组织和力学性能进行了分析。研究结果如下:（一）机械合金化Al85Fe15非晶合金形成的研究。结果表明,在一定球磨条件下,经过200 h,球磨产物为含少量面心立方（fcc）Al的非晶合金粉末,增加球磨时间至290 h球磨产物仍保持非晶结构。初始晶化温度随着球磨时间增加而逐渐增大,晶粒尺寸先减小后趋于稳定。（二）机械混合制备碳（石墨烯,碳纳米管,石墨）/Al85Fe15非晶复合材料。结果表明,混料4、6和8 h后,产物仍保持着非晶结构,其初始晶化温度随着混料时间的延长而降低,且低于基体合金的Tx值（1306 K）。混料8 h可将0.3 wt.%碳纳米管很好的分散... 

【文章来源】：济南大学山东省

【文章页数】：102 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 非晶态合金
        1.1.1 非晶合金研究历史
        1.1.2 非晶合金的形成机理
        1.1.3 非晶合金的主要制备方法及性能
        1.1.4 表征非晶形成能力的主要参数
    1.2 Al基非晶合金的研究
        1.2.1 Al基非晶合金的发展
        1.2.2 Al基非晶合金的结构及性能
    1.3 非晶复合材料
        1.3.1 非晶复合材料概述
        1.3.2 非晶复合材料的制备方法
    1.4 非晶复合材料中第二相与基体的界面结合
    1.5 粉末烧结成型的方法
        1.5.1 传统烧结法
        1.5.2 热压烧结法
        1.5.3 SPS烧结法
    1.6 本文的研究目的及意义
第二章 试验材料及研究方法
    2.1 试验材料
        2.1.1 石墨烯（Graphene，Gr）
        2.1.2 碳纳米管（Carbon Nanotubes，CNTs）
        2.1.3 石墨（Graphite，C）
        2.1.4 基体材料
    2.2 试验工艺流程
    2.3 试验设备
        2.3.1 行星式球磨机
        2.3.2 压片机
    2.4 试验分析测试仪器
        2.4.1 X射线衍射仪
        2.4.2 差示扫描热分析
        2.4.3 场发射扫描电镜
        2.4.4 透射电镜分析
        2.4.5 显微硬度测试
第三章 Al85Fe15非晶合金粉末的制备与表征
    3.1 机械合金化法Al85Fe15非晶合金结构和热稳定性研究
    3.2 球磨条件对Al85Fe15非晶形成的影响
    3.3 本章小结
第四章 机械混合制备碳/Al85Fe15非晶复合材料的研究
    4.1 机械混合制备CNTs/Al85Fe15非晶复合材料的研究
        4.1.1 CNTs/Al85Fe15非晶复合材料的微观结构
        4.1.2 CNTs/Al85Fe15非晶复合材料的热稳定性
        4.1.3 CNTs与Al85Fe15非晶合金基体界面结合研究
    4.2 机械混合制备Gr/Al85Fe15和C/Al85Fe15非晶复合材料的研究
        4.2.1 机械混合Gr/Al85Fe15和C/Al85Fe15
        4.2.2 Gr与Al85Fe15非晶合金基体界面结合研究
        4.2.3 C与Al85Fe15非晶合金基体界面结合研究
        4.2.4 Gr/Al85Fe15和C/Al85Fe15非晶复合材料热稳定性研究
    4.3 本章小结
第五章 放电等离子烧结制备Al基非晶复合材料的初步探究
    5.1 引言
    5.2 SPS烧结块体Al基复合材料的形貌及相对密度分析
    5.3 烧结块体Al基复合材料的微观组织研究
        5.3.1 物相分析
        5.3.2 FESEM分析
        5.3.3 显微硬度分析
    5.4 本章小结
第六章 传统烧结法制备块体Al基非晶复合材料的初步探究
    6.1 引言
    6.2 传统烧结法制备Al85Fe15块体非晶合金的探究
    6.3 传统烧结法制备块体碳/Al85Fe15非晶复合材料的探究
    6.4 本章小结
第七章 结论
参考文献
致谢
附录


【参考文献】：
期刊论文
[1]Ce对Al-Ni-Zr合金的非晶形成能力及力学性能的影响[J]. 李晓峰,刘祖铭,黄立清,吴宏,郭薇,苏鹏飞.  粉末冶金材料科学与工程. 2014(02)
[2]Effect of Graphene Nanoplatelets addition on mechanical properties of pure aluminum using a semi-powder method[J]. Muhammad Rashad,Fusheng Pan,Aitao Tang,Muhammad Asif.  Progress in Natural Science:Materials International. 2014(02)
[3]非晶态物质的本质和特性[J]. 汪卫华.  物理学进展. 2013(05)
[4]碳纳米管和碳微米管的结构、性质及其应用[J]. 刘剑洪,吴双泉,何传新,卓海涛,朱才镇,李翠华,张黔玲.  深圳大学学报(理工版). 2013(01)
[5]石墨烯复合材料的研究进展[J]. 匡达,胡文彬.  无机材料学报. 2013(03)
[6]碳纳米管增强铝基复合材料的界面研究进展[J]. 汤金金,李才巨,朱心昆.  材料导报. 2012(11)
[7]玻璃形成能力的表征与预测[J]. 纪秀林,李洪彬.  材料导报. 2011(05)
[8]铝基非晶态合金研究进展[J]. 尹志其,左孝青,张斌,王永胜.  金属功能材料. 2009(06)
[9]多场耦合作用下粉末成型固结技术及其装备的发展[J]. 吴丽贞,邵明,李小强.  现代制造工程. 2009(11)
[10]新型非晶增强铝基复合材料的制备及组织性能[J]. 刘鹏,史清宇,边秀房,徐淑波,任国成.  焊接学报. 2009(10)

博士论文
[1]合金非晶形成能力的研究[D]. 迟宝全.吉林大学 2006

硕士论文
[1]碳纳米管/Al基非晶复合材料的制备及性能研究[D]. 何斌燕.哈尔滨工业大学 2011
[2]铝基合金过热熔体脆性及非晶形成能力研究[D]. 孙保安.山东大学 2007



本文编号：3054673