基于旋转摩擦挤压法制备的CNTs/Al复合材料磨损机理研究

发布时间：2023-04-02 22:51

　　本文以5A06Al-H铝合金为基材,采用旋转摩擦挤压(Rotational Friction Extrusion,RFE)法制备了碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)体积分数为1%⁵%的CNTs/5A06Al复合材料,研究了RFE加工及CNTs体积分数对复合材料的成形、显微组织和硬度的影响,通过摩擦磨损试验测量了CNTs/5A06Al复合材料的摩擦系数和磨损量,运用SEM观察了复合材料的磨损表面、亚表面以及磨屑的结构特征,研究了其在不同磨擦阶段的摩擦磨损机理。结果表明:RFE法可制备具有一定形状尺寸的CNTs/5A06Al复合材料,复合材料的成形质量好。复合材料的显微组织为经动态再结晶后的细小等轴晶,CNTs在铝合金基体中分布均匀,且CNTs与基材之间发生了化学反应,生成了Al4C3相。复合材料的硬度随CNTs体积分数增加而增加,当CNTs体积分数超过4%时,其硬度开始降低。4%CNTs/5A06Al复合材料的硬度为108.9 HV,是RFE态基材的1.2倍。RFE加工降低了基材的摩擦系数和磨损率。CNTs/5A06Al复合材料的摩擦系数和磨损率...

【文章页数】：66 页

【学位级别】：硕士

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摘要
Abstract
第1章 绪论
    1.1 课题研究的目的及意义
    1.2 国内外研究现状
        1.2.1 CNTs增强金属基复合材料研究现状
        1.2.2 CNTs增强金属基复合材料制备方法
        1.2.3 复合材料的摩擦磨损
        1.2.4 CNTs增强金属基复合材料的磨损机理
    1.3 主要研究内容
第2章 试验条件和方法
    2.1 试验条件
        2.1.1 试验材料
        2.1.2 试验设备
    2.2 试验方法
        2.2.1 复合材料的制备
        2.2.2 复合材料显微组织观察
        2.2.3 复合材料显微硬度测试
        2.2.4 复合材料摩擦磨损试验
        2.2.5 复合材料的物相分析
        2.2.6 复合材料磨损特征观察
第3章 CNTs/5A06Al复合材料成形及组织
    3.1 复合材料的成形
    3.2 复合材料的显微组织
    3.3 复合材料的物相
    3.4 复合材料的显微硬度
    3.5 复合材料的均匀性
        3.5.1 复合材料显微硬度分布云图
        3.5.2 复合材料的元素分布
    3.6 本章小结
第4章 CNTs/5A06Al复合材料的摩擦磨损特征及性能
    4.1 复合材料的摩擦系数
        4.1.1 不同摩擦阶段下复合材料的摩擦系数
        4.1.2 CNTs含量对复合材料摩擦系数的影响
    4.2 复合材料的磨损率
        4.2.1 RFE对基体材料磨损率的影响
        4.2.2 CNTs含量对复合材料磨损率的影响
    4.3 复合材料的磨损表面形貌
        4.3.1 摩擦过程中复合材料的磨损表面形貌
        4.3.2 CNTs含量对复合材料磨损表面形貌的影响
    4.4 复合材料的磨损亚表面结构
    4.5 复合材料的磨屑形貌特征
    4.6 本章小结
第5章 CNTs/5A06Al复合材料的摩擦磨损机理
    5.1 跑合阶段
    5.2 亚稳定摩擦阶段
    5.3 稳定摩擦阶段
    5.4 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



本文编号：3780123