基于旋转摩擦挤压法制备CNTs/Al复合材料的显微组织
发布时间：2021-11-17 22:01
采用旋转摩擦挤压法制备CNTs/2024Al复合材料,并利用电子背散射衍射技术对复合材料的晶体取向、晶粒尺寸、取向差分布和织构进行分析。结果表明:铝基材的组织为粗大的板条状,其平均晶粒尺寸为48.67μm,大角度晶界含量为24.4%;经RFE加工后,铝基材变为动态再结晶后的细小等轴晶,平均晶粒尺寸减小为3.22μm,大角度晶界含量增加至63.9%。当CNTs含量增加至5%时,CNTs/2024Al复合材料平均晶粒尺寸减小至1.97μm,大角度晶界含量增加至82.7%,CNTs的加入阻止复合材料的晶粒长大。经RFE加工后,铝基材的最大极密度由10.8降低为4.18,轧制织构强度减弱;CNTs的加入对复合材料的织构强度具有弱化作用。
【文章来源】：中国有色金属学报. 2017,27(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
RFE加工示意图
析图2所示为铝基材及CNTs/Al复合材料XRD谱。其中曲线1~4分别代表2024铝基材、RFE基材、CNTs含量为2%和5%(体积分数)的复合材料。在铝基材和RFE基材中，除了有Al的峰值外还有Al2CuMg和Al2Cu两种相的峰值；经过挤压后，材料中Al2CuMg和Al2Cu相的含量明显减少，说明RFE加工使铝基材中的部分第二相重新固溶到基体。而CNTs/Al复合材料中除了上述两种相，还增加了少量的Al4C3，且随CNTs含量的增加，Al4C3有增加的趋势。CI等[13]的研究表明，Al4C3是CNTs/Al复合材料中CNTs与Al图2CNTs/Al复合材料的XRD谱Fig.2XRDpatternsofCNTs/Alcomposites:1—Aluminummatrix;2—RFE-statealuminummatrix;3—3%CNTs/Alcomposites;4—5%CNTs/Alcomposites
示为RFE态铝基材的晶粒尺寸分布。由图4(b)可知，经RFE加工后，铝基材中有40%的晶粒尺寸小于3μm，其中仅有1%的晶粒尺寸为10.11μm，晶粒的平均尺寸为3.22μm，说明经RFE加工后的铝基材晶粒得到细化。图4(c)~(d)所示为不同CNTs含量时复合材料的晶粒尺寸分布，其中3%CNTs/Al复合材料中有53%的晶粒尺寸小于3μm，平均晶粒尺寸为3.11μm；CNTs含量为5%时，复合材料中尺寸小于3μm的晶粒比例增加至92%，平均晶粒尺寸为1.97μm，表明随CNTs含量的增加，复合材料中尺寸小于3μm的晶粒比例显著增加，平均晶粒尺寸越来越校图3CNTs/Al复合材料的取向成像图Fig.3OrientationmapsofCNTs/Alcomposites:(a)T4-statealuminummatrix;(b)RFE-statealuminummatrix;(c)3%CNTs/Alcomposites;(d)5%CNTs/Alcomposites
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ca添加及变形条件对Mg-Zn合金组织与织构的影响[J]. 丁汉林,王天一,徐成志,李殿凯. 中国有色金属学报. 2015(05)
[2]旋转摩擦挤压制备MWCNTs/Al复合材料的界面微观结构[J]. 林毛古,徐卫平,柯黎明,刘强. 中国有色金属学报. 2015(01)
[3]碳纳米管增强铝基复合材料的研究进展[J]. 郭鲤,蔡晓兰,周蕾,易峰,李铮. 机械工程材料. 2014(09)
[4]旋转摩擦挤压法制备CNTs/Al线材初探[J]. 刘德强,黄春平,刘强,柯黎明,邢丽. 热加工工艺. 2014(02)
[5]搅拌摩擦加工制备MWCNTs/AZ80复合材料的组织和力学性能[J]. 简晓光,柯黎明,刘奋成,邢丽,黄春平. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2013(01)
[6]旋转摩擦挤压合金化法制备Al3Ti金属间化合物[J]. 黄科辉,柯黎明,邢丽,陈玉华,黄春平. 稀有金属材料与工程. 2011(10)
[7]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)
[8]Compocasting of A356-CNT composite[J]. B.ABBASIPOUR,B.NIROUM AND,S.M.MONIR VAGHEFI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(09)
[9]粉末冶金法制备纳米碳管/铝复合材料的力学性能[J]. 姜金龙,赵少俊,杨华,李维学. 材料热处理学报. 2008(03)
本文编号：3501712
【文章来源】：中国有色金属学报. 2017,27(10)北大核心EICSCD
【文章页数】：8 页
【部分图文】：
RFE加工示意图
析图2所示为铝基材及CNTs/Al复合材料XRD谱。其中曲线1~4分别代表2024铝基材、RFE基材、CNTs含量为2%和5%(体积分数)的复合材料。在铝基材和RFE基材中，除了有Al的峰值外还有Al2CuMg和Al2Cu两种相的峰值；经过挤压后，材料中Al2CuMg和Al2Cu相的含量明显减少，说明RFE加工使铝基材中的部分第二相重新固溶到基体。而CNTs/Al复合材料中除了上述两种相，还增加了少量的Al4C3，且随CNTs含量的增加，Al4C3有增加的趋势。CI等[13]的研究表明，Al4C3是CNTs/Al复合材料中CNTs与Al图2CNTs/Al复合材料的XRD谱Fig.2XRDpatternsofCNTs/Alcomposites:1—Aluminummatrix;2—RFE-statealuminummatrix;3—3%CNTs/Alcomposites;4—5%CNTs/Alcomposites
示为RFE态铝基材的晶粒尺寸分布。由图4(b)可知，经RFE加工后，铝基材中有40%的晶粒尺寸小于3μm，其中仅有1%的晶粒尺寸为10.11μm，晶粒的平均尺寸为3.22μm，说明经RFE加工后的铝基材晶粒得到细化。图4(c)~(d)所示为不同CNTs含量时复合材料的晶粒尺寸分布，其中3%CNTs/Al复合材料中有53%的晶粒尺寸小于3μm，平均晶粒尺寸为3.11μm；CNTs含量为5%时，复合材料中尺寸小于3μm的晶粒比例增加至92%，平均晶粒尺寸为1.97μm，表明随CNTs含量的增加，复合材料中尺寸小于3μm的晶粒比例显著增加，平均晶粒尺寸越来越校图3CNTs/Al复合材料的取向成像图Fig.3OrientationmapsofCNTs/Alcomposites:(a)T4-statealuminummatrix;(b)RFE-statealuminummatrix;(c)3%CNTs/Alcomposites;(d)5%CNTs/Alcomposites
【参考文献】：
期刊论文
[1]Ca添加及变形条件对Mg-Zn合金组织与织构的影响[J]. 丁汉林,王天一,徐成志,李殿凯. 中国有色金属学报. 2015(05)
[2]旋转摩擦挤压制备MWCNTs/Al复合材料的界面微观结构[J]. 林毛古,徐卫平,柯黎明,刘强. 中国有色金属学报. 2015(01)
[3]碳纳米管增强铝基复合材料的研究进展[J]. 郭鲤,蔡晓兰,周蕾,易峰,李铮. 机械工程材料. 2014(09)
[4]旋转摩擦挤压法制备CNTs/Al线材初探[J]. 刘德强,黄春平,刘强,柯黎明,邢丽. 热加工工艺. 2014(02)
[5]搅拌摩擦加工制备MWCNTs/AZ80复合材料的组织和力学性能[J]. 简晓光,柯黎明,刘奋成,邢丽,黄春平. 南昌航空大学学报(自然科学版). 2013(01)
[6]旋转摩擦挤压合金化法制备Al3Ti金属间化合物[J]. 黄科辉,柯黎明,邢丽,陈玉华,黄春平. 稀有金属材料与工程. 2011(10)
[7]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)
[8]Compocasting of A356-CNT composite[J]. B.ABBASIPOUR,B.NIROUM AND,S.M.MONIR VAGHEFI. Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2010(09)
[9]粉末冶金法制备纳米碳管/铝复合材料的力学性能[J]. 姜金龙,赵少俊,杨华,李维学. 材料热处理学报. 2008(03)
本文编号：3501712
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