往复挤压制备超细晶n-SiCp/AZ91D和CNTs/AZ91D镁基纳米复合材料的研究

发布时间：2021-05-22 04:57

　　本研究通过高能超声技术将SiC纳米颗粒（n-SiCp）和碳纳米管（CNTs）添加到AZ91D镁合金熔体中,凝固获得n-SiCp/AZ91D和CNTs/AZ91D复合材料坯料,采用往复挤压（CEC）大塑性变形技术,细化基体组织,弥散纳米增强相,制备出纳米增强相均匀分布的超细晶镁基纳米复合材料。重点研究了往复挤压工艺参数（加工道次、温度）和纳米增强相对镁基纳米复合材料微观组织、力学性能、阻尼行为和摩擦磨损性能的影响;基于往复挤压镁基纳米复合材料的微观组织特征,提出了镁基纳米复合材料在往复挤压过程中的晶粒细化机制;在理清镁基纳米复合材料的微观组织对力学性能的影响规律后,讨论了纳米增强超细晶镁基复合材料的强韧化机理;系统地分析了往复挤压前、后镁基纳米复合材料的阻尼-温度谱,探讨了镁基纳米复合材料在不同温度区间的阻尼机制以及临界转变温度;结合镁基纳米复合材料的磨损面、磨损横断面以及磨屑的形貌、成分分析,讨论了往复挤压镁基纳米复合材料的磨损机制。主要结论有:研究了往复挤压道次和加工温度对n-SiCp/AZ91D和CNTs/AZ91D复合材料微观组织、纳米增强相分布的影响。结果表明,随着往复挤压道次... 

【文章来源】：上海交通大学上海市 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校

【文章页数】：162 页

【学位级别】：博士

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摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
    1.1 金属基纳米复合材料的研究现状
        1.1.1 金属基纳米复合材料概述
        1.1.2 金属基纳米复合材料的制备工艺
        1.1.3 金属基纳米复合材料的潜在应用
    1.2 镁基纳米复合材料大塑性变形的研究进展
        1.2.1 大塑性变形制备镁基纳米复合材料的微观组织
        1.2.2 大塑性变形制备镁基纳米复合材料的力学性能
        1.2.3 大塑性变形制备镁基纳米复合材料的摩擦磨损性能
    1.3 镁基复合材料的阻尼行为及阻尼机制
        1.3.1 阻尼的物理本质及量度
        1.3.2 金属基复合材料的阻尼机制
        1.3.3 镁基复合材料阻尼的研究进展
    1.4 选题意义及研究内容
        1.4.1 选题意义
        1.4.2 研究内容
    参考文献
第二章 实验材料及测试方法
    2.1 实验材料
    2.2 往复挤压(CEC)工艺
    2.3 组织结构分析
        2.3.1 X射线衍射分析(XRD)
        2.3.2 金相(OM)组织观察
        2.3.3 扫描电子显微镜(SEM)分析
        2.3.4 透射电子显微镜(TEM)分析
        2.3.5 电子背散射衍射(EBSD)分析
        2.3.6 拉曼光谱(RAM)分析
    2.4 力学性能测试
        2.4.1 硬度
        2.4.2 室温拉伸性能
    2.5 阻尼性能测试
    2.6 摩擦磨损性能测试
    2.7 本章小结
    参考文献
第三章 往复挤压镁基纳米复合材料的组织演变
    3.1 引言
    3.2 往复挤压n-SiCp/AZ91D镁基复合材料的微观组织
        3.2.1 n-SiCp/AZ91D镁基复合材料坯料的微观组织
        3.2.2 往复挤压对n-SiCp/AZ91D镁基复合材料基体组织的影响
        3.2.3 往复挤压对n-SiCp分布的影响
        3.2.4 往复挤压对n-SiCp/AZ91D镁基复合材料织构演变的影响
        3.2.5 往复挤压n-SiCp/AZ91D镁基复合材料的晶粒细化机制
    3.3 往复挤压CNTs/AZ91D镁基复合材料的微观组织
        3.3.1 CNTs/AZ91D镁基复合材料坯料的微观组织
        3.3.2 往复挤压对CNTs/AZ91D镁基复合材料基体组织的影响
        3.3.3 往复挤压对CNTs分布及完整性的影响
    3.4 不同种类的纳米增强相对往复挤压镁基复合材料组织的影响
    3.5 本章小结
    参考文献
第四章 往复挤压镁基纳米复合材料的力学性能
    4.1 引言
    4.2 往复挤压镁基纳米复合材料的硬度
    4.3 往复挤压n-SiCp/AZ91D镁基复合材料的室温拉伸性能
        4.3.1 往复挤压道次的影响
        4.3.2 往复挤压温度的影响
        4.3.3 SiC纳米颗粒添加量的影响
    4.4 往复挤压CNTs/AZ91D镁基复合材料的室温拉伸性能
        4.4.1 往复挤压道次的影响
        4.4.2 碳纳米管(CNTs)添加量的影响
    4.5 不同种类的纳米增强相对镁基复合材料力学性能的影响
    4.6 纳米增强超细晶镁基复合材料的强韧化机制
        4.6.1 细晶强韧化
        4.6.2 析出强化
        4.6.3 复合强化
    4.7 本章小结
    参考文献
第五章 往复挤压镁基纳米复合材料的阻尼行为
    5.1 引言
    5.2 往复挤压n-SiCp/AZ91D镁基复合材料的阻尼行为
        5.2.1 往复挤压道次的影响
        5.2.2 往复挤压温度的影响
        5.2.3 SiC纳米颗粒添加量的影响
    5.3 往复挤压CNTs/AZ91D镁基复合材料的阻尼行为
        5.3.1 往复挤压加工道次的影响
        5.3.2 碳纳米管(CNTs)添加量的影响
    5.4 影响镁基纳米复合材料阻尼性能的因素
        5.4.1 影响镁基纳米复合材料室温阻尼性能的因素
        5.4.2 影响镁基纳米复合材料高温阻尼性能的因素
    5.5 纳米增强超细晶镁基复合材料的阻尼机制
    5.6 本章小结
    参考文献
第六章 往复挤压镁基纳米复合材料的摩擦磨损性能
    6.1 引言
    6.2 往复挤压n-SiCp/AZ91D镁基复合材料的摩擦磨损性能
    6.3 往复挤压CNTs/AZ91D镁基复合材料的摩擦磨损性能
        6.3.1 往复挤压道次的影响
        6.3.2 碳纳米管(CNTs)添加量的影响
        6.3.3 试验载荷的影响
        6.3.4 摩擦速率的影响
    6.4 本章小结
    参考文献
第七章 结论和创新点
    7.1 结论
    7.2 创新点
致谢
攻读博士学位期间发表的学术论文、专利及所获奖励



本文编号：3201025