提高搅拌摩擦加工制备CNTs/Al复合材料力学性能的研究

发布时间：2021-03-12 14:58

　　为进一步提高CNTs/Al复合材料力学性能,本文采用搅拌摩擦加工制备了CNTs/ZL114A和CNTs/2A12复合材料,并对复合材料进行后续的热处理及形变热处理。搅拌摩擦加工制备的复合材料,晶粒更加细小,碳纳米管均匀分布在基体材料中,为提高复合材料的力学性能奠定了基础。讨论了碳纳米管体积分数分别为3.4vol.%、4.7vol.%、6.0vol.%和7.3vol.%时复合材料组织及性能的变化,实验结果表明:CNTs/ZL114A复合材料在CNTs体积分数为6.0vol.%时,碳纳米管较为均匀的分布在铝基体中,此时复合材料抗拉强度达到最大值230MPa,抗拉强度较母材提高了28%左右。CNTs/2A12复合材料在CNTs体积分数为4.7vol.%时表现出最佳的力学性能,抗拉强度达到462MPa。研究了热处理工艺对CNTs/ZL114A复合材料组织及力学性能的影响,并分析其强化机制。实验结果表明:CNTs/ZL114A复合材料最佳的热处理工艺为530℃×8h固溶处理+165℃×5h时效处理;复合材料的热处理工艺较基体材料有所改变,主要表现在固溶温度的降低和时效析出速度提前;经过最佳热处理... 

【文章来源】：南昌航空大学江西省

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的目的及意义
    1.2 CNTs/Al复合材料的研究现状及应用前景
        1.2.1 CNTs简介及CNTs/Al复合材料应用
        1.2.2 CNTs/Al复合材料的制备方法与性能
    1.3 铝及铝基复合材料强化措施及研究现状
        1.3.1 铝合金的传统强化工艺
        1.3.2 铝基复合材料的强化工艺研究
        1.3.3 铝基复合材料的强化机制
    1.4 课题研究意义及内容
第2章 实验条件与方法
    2.1 实验条件
        2.1.1 实验材料
        2.1.2 实验设备
    2.2 实验方法
        2.2.1 复合材料的制备
        2.2.2 热处理工艺
        2.2.3 形变热处理工艺
    2.3 复合材料性能检测手段
        2.3.1 金相组织观察
        2.3.2 SEM观察
        2.3.3 XRD测试
        2.3.4 TEM观察
        2.3.5 硬度测试
        2.3.6 力学性能测试
第3章 CNTs/Al复合材料的搅拌摩擦加工制备
    3.1 搅拌摩擦加工制备CNTs/ZL114A复合材料组织
    3.2 不同碳纳米管体积分数下复合材料组织变化
    3.3 CNTs体积分数对复合材料力学性能的影响
    3.4 本章小结
第4章 热处理对CNTs/Al复合材料组织与性能的影响
    4.1 CNTs/ZL114A复合材料热处理工艺
        4.1.1 CNTs/ZL114A复合材料固溶温度的选定
        4.1.2 固溶温度对CNTs/ZL114A复合材料硬度的影响
        4.1.3 固溶时间对复合材料组织及性能影响
        4.1.4 时效工艺对CNTs/Al复合材料组织及性能的影响
    4.2 热处理对CNTs/Al复合材料力学性能的影响及强化机理分析
        4.2.1 不同CNTs体积分数复合材料热处理后力学性能
        4.2.2 复合材料强化机理分析
    4.3 CNTs/ZL114A复合材料性能优化
        4.3.1 CNTs/ZL114A复合材料优化前后组织及性能对比
        4.3.2 优化后CNTs/ZL114A复合材料的热处理制度
    4.4 本章小结
第5章 CNTs/2A12复合材料的形变强化
    5.1 CNTs/2A12复合材料最终形变热处理强化
        5.1.1 固溶温度对复合材料组织及性能的影响
        5.1.2 轧制变形量对复合材料组织及性能的影响
    5.2 CNTs/2A12 复合材料热轧强化
        5.2.1 热轧温度对复合材料组织及性能的影响
        5.2.2 轧制量对复合材料的影响
    5.3 本章小结
第6章 结论
参考文献
硕士学位期间发表的学术论文
致谢


【参考文献】：
期刊论文
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[2]形变热处理工艺对2024铝合金组织及力学性能的影响[J]. 刘程,陈忠家,杨弋,赵洪梅,王克廷.  金属功能材料. 2012(06)
[3]碳纳米管增强镁基复合材料强化机制的解析法研究[J]. 李维学,祝杰,戴剑锋,王青.  材料导报. 2012(04)
[4]搅拌铸造SiCp/2024复合材料热挤压-轧制变形组织及性能[J]. 冯朝辉,苏海,高文理,陆政.  材料导报. 2012(02)
[5]搅拌摩擦加工法制备碳纳米管增强铝基复合材料[J]. 赵霞,柯黎明,徐卫平,刘鸽平.  复合材料学报. 2011(02)
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[7]铝基复合材料的研究[J]. 王宇鑫,张瑜,严鹏飞,严彪.  上海有色金属. 2010(04)
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[10]ZL114A铝合金搅拌摩擦焊接头的显微组织与性能[J]. 秦占领,孙德超,邢丽,辜纯明,甘武奎.  电焊机. 2007(12)

硕士论文
[1]2024铝合金的熔铸及形变热处理工艺研究[D]. 叶浩.湖南大学 2012
[2]搅拌铸造SiCp/2024复合材料显微组织和力学性能研究[D]. 毛成.湖南大学 2010



本文编号：3078508