碳纳米管增强AZ91D复合材料组织与力学性能研究
发布时间:2021-03-24 09:46
随着汽车和航空航天领域的轻量化发展,对镁基复合材料在轻质高强方面提出了更高的要求。碳纳米管具有超强的力学性能、极高的长径比以及稳定的化学性能,是一种理想的增强材料,它的出现为镁基复合材料的发展提供了一个新契机。碳纳米管增强镁基复合材料具有轻质、高比强度、高比刚度、低的热膨胀系数、优良的减震性能及良好的尺寸稳定性等优点,是一种发展潜力巨大的结构功能一体化材料,在航空航天、军工、汽车以及电子封装等领域具有潜在的应用前景。然而由于碳纳米管具有较高的表面自由能和大的长径比,极易发生团聚,难以分散。本文以改善碳纳米管的分散性,制备出高强度碳纳米管增强AZ91D复合材料为研究目标,分别制备了CNTs、镀镍碳纳米管(Ni-CNTs)和镀钴碳纳米管(Co-CNTs)增强的AZ91D复合材料,借助XRD、Raman、TEM、HRTEM、EDX等分析测试手段表征了碳纳米管增强AZ91D复合材料的形貌和显微结构;利用万能力学试验机对其力学性能进行了测试,分析了工艺参数对碳纳米管增强AZ91D复合材料组织与力学性能的影响规律,揭示了碳纳米管增强AZ91D复合材料的强韧化机制。通过搅拌摩擦加工和液态超声复合法成...
【文章来源】:西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】:122 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
碳纳米管原子结构示意图:(a)扶手椅型;(b)锯齿型Fig.1-1Illustrationsoftheatomicstructureof(a)anarmchairand(b)aziz-zagnanotube
西北工业大学工学博士学位论文合金复合材料[78];随后通过改进碳纳米管的加入方式,即先将铝磨后压制成预制块,利用钟罩法将碳纳米管预制块压入镁合金熔预制块完全溶解,相比单一只用碳纳米管预制块增加了比重,使浮,能更好地浸入到镁熔体中[79]。李成栋也通过预分散的方法将干燥后,加入含有锌铸锭的坩埚中,在CO2+SF6混合气体保护下固态温度 600℃下,以 800-1200 转每分钟搅拌 10 分钟后迅速加 分钟后浇注至模具中形成铸锭并对铸锭进行热挤压成形,搅拌方法制备的复合材料中碳纳米管的增强效率较高。
23纳米管与碳化硅颗粒混合在乙醇溶液中,在混合液中加入表面活性剂超声分散后加入无机粘合剂、有机粘结剂和混凝剂混合,并通过图 1-3(a)所示装置真空脱水后干燥,最后通过如图 1-3(b)所示的压力浸渗装置将熔融镁合金压入预制体中,制备得到的碳纳米管和碳化硅混杂增强镁复合材料热膨胀系数随着碳纳米管体积分数的增加而减小[86]。
【参考文献】:
期刊论文
[1]A Novel Melt Processing for Mg Matrix Composites Reinforced by Multiwalled Carbon Nanotubes[J]. H.L.Shi,X.J.Wang,C.L.Zhang,C.D.Li,C.Ding,K.Wu,X.S.Hu. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[2]搅拌摩擦焊接与加工研究进展[J]. 薛鹏,张星星,吴利辉,马宗义. 金属学报. 2016(10)
[3]碳纳米管增强铝基复合材料的界面特性及增强机理研究进展[J]. 李景瑞,蒋小松,刘晚霞,李欣,朱德贵. 材料导报. 2015(01)
[4]高能球磨法制备的CNTs/Al-5%Mg复合材料的力学性能及断裂特性[J]. 陈亚光,蔡晓兰,王开军,胡翠,孙鸿鹏,乐刚. 材料工程. 2014(11)
[5]粉末冶金法碳纳米管增强镁基复合材料的微观组织及力学性能[J]. 张云鹤,李庚,苗孟河,李云苍. 复合材料学报. 2013(S1)
[6]球磨分散工艺对碳纳米管分散的影响[J]. 黄民富,魏嘉麒,曾效舒,罗雷,刘震云. 材料导报. 2013(S2)
[7]多壁碳纳米管的有机官能团改性研究[J]. 施勇,魏益超. 化工生产与技术. 2012(05)
[8]基于GA-BP算法的隧道围岩力学参数反分析[J]. 关永平,宋建,王述红,刘宇. 东北大学学报(自然科学版). 2012(02)
[9]碳纳米管预制块铸造法制备CNTs/AZ91复合材料研究[J]. 周国华,曾效舒,余志核,刘焱,宋福康. 铸造. 2011(11)
[10]镁基复合材料新型制备工艺及其应用[J]. 谷雪花,杨方,齐乐华,周计明. 塑性工程学报. 2011(02)
博士论文
[1]超声辅助搅拌铸造制备CNTs/Mg-6Zn镁基复合材料及其组织性能[D]. 李成栋.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]碳纳米管和石墨烯增强AZ31镁基复合材料的组织和性能研究[D]. 屈晓妮.西南交通大学 2017
[2]复合材料弹性力学特性数值预测研究[D]. 陈健.电子科技大学 2008
[3]短纤维增强复合材料力学性能的预测研究[D]. 赵延军.郑州大学 2004
本文编号:3097511
【文章来源】:西北工业大学陕西省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】:122 页
【学位级别】:博士
【部分图文】:
碳纳米管原子结构示意图:(a)扶手椅型;(b)锯齿型Fig.1-1Illustrationsoftheatomicstructureof(a)anarmchairand(b)aziz-zagnanotube
西北工业大学工学博士学位论文合金复合材料[78];随后通过改进碳纳米管的加入方式,即先将铝磨后压制成预制块,利用钟罩法将碳纳米管预制块压入镁合金熔预制块完全溶解,相比单一只用碳纳米管预制块增加了比重,使浮,能更好地浸入到镁熔体中[79]。李成栋也通过预分散的方法将干燥后,加入含有锌铸锭的坩埚中,在CO2+SF6混合气体保护下固态温度 600℃下,以 800-1200 转每分钟搅拌 10 分钟后迅速加 分钟后浇注至模具中形成铸锭并对铸锭进行热挤压成形,搅拌方法制备的复合材料中碳纳米管的增强效率较高。
23纳米管与碳化硅颗粒混合在乙醇溶液中,在混合液中加入表面活性剂超声分散后加入无机粘合剂、有机粘结剂和混凝剂混合,并通过图 1-3(a)所示装置真空脱水后干燥,最后通过如图 1-3(b)所示的压力浸渗装置将熔融镁合金压入预制体中,制备得到的碳纳米管和碳化硅混杂增强镁复合材料热膨胀系数随着碳纳米管体积分数的增加而减小[86]。
【参考文献】:
期刊论文
[1]A Novel Melt Processing for Mg Matrix Composites Reinforced by Multiwalled Carbon Nanotubes[J]. H.L.Shi,X.J.Wang,C.L.Zhang,C.D.Li,C.Ding,K.Wu,X.S.Hu. Journal of Materials Science & Technology. 2016(12)
[2]搅拌摩擦焊接与加工研究进展[J]. 薛鹏,张星星,吴利辉,马宗义. 金属学报. 2016(10)
[3]碳纳米管增强铝基复合材料的界面特性及增强机理研究进展[J]. 李景瑞,蒋小松,刘晚霞,李欣,朱德贵. 材料导报. 2015(01)
[4]高能球磨法制备的CNTs/Al-5%Mg复合材料的力学性能及断裂特性[J]. 陈亚光,蔡晓兰,王开军,胡翠,孙鸿鹏,乐刚. 材料工程. 2014(11)
[5]粉末冶金法碳纳米管增强镁基复合材料的微观组织及力学性能[J]. 张云鹤,李庚,苗孟河,李云苍. 复合材料学报. 2013(S1)
[6]球磨分散工艺对碳纳米管分散的影响[J]. 黄民富,魏嘉麒,曾效舒,罗雷,刘震云. 材料导报. 2013(S2)
[7]多壁碳纳米管的有机官能团改性研究[J]. 施勇,魏益超. 化工生产与技术. 2012(05)
[8]基于GA-BP算法的隧道围岩力学参数反分析[J]. 关永平,宋建,王述红,刘宇. 东北大学学报(自然科学版). 2012(02)
[9]碳纳米管预制块铸造法制备CNTs/AZ91复合材料研究[J]. 周国华,曾效舒,余志核,刘焱,宋福康. 铸造. 2011(11)
[10]镁基复合材料新型制备工艺及其应用[J]. 谷雪花,杨方,齐乐华,周计明. 塑性工程学报. 2011(02)
博士论文
[1]超声辅助搅拌铸造制备CNTs/Mg-6Zn镁基复合材料及其组织性能[D]. 李成栋.哈尔滨工业大学 2014
硕士论文
[1]碳纳米管和石墨烯增强AZ31镁基复合材料的组织和性能研究[D]. 屈晓妮.西南交通大学 2017
[2]复合材料弹性力学特性数值预测研究[D]. 陈健.电子科技大学 2008
[3]短纤维增强复合材料力学性能的预测研究[D]. 赵延军.郑州大学 2004
本文编号:3097511
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