石墨烯/碳纳米管杂化增强镍基复合材料的制备与摩擦学性能研究

发布时间：2024-03-23 19:21

　　石墨烯和碳纳米管因其优异的理化性能作为固体润滑剂添加到金属基复合材料中,能够有效改善材料的力学性能以及摩擦学性能。本论文通过粉末冶金法制备高性能的石墨烯/碳纳米管及其杂化结构增强镍基复合材料。采用XRD、SEM、TEM和Raman表征复合材料的形貌和结构,利用显微硬度计、三维轮廓仪和摩擦磨损试验机测试复合材料的力学性能和摩擦磨损行为,建立碳纳米润滑材料的组成、含量及摩擦副、载荷、摩擦环境对复合材料力学性能和摩擦学性能的影响规律,分析磨损表面形貌、结构和摩擦化学反应,探讨复合材料的强化作用和摩擦磨损机制。主要研究内容和结果如下:(1)采用粉末冶金方法,经冷压成型和高温烧结工艺,制备表面镀镍碳纳米管增强镍基复合材料,研究表面镀镍碳纳米管含量对复合材料力学和摩擦学性能的影响规律。结果显示,随着碳纳米管含量从0 wt.%增加到3 wt.%,复合材料的硬度从90 HV减小至57.56 HV,摩擦系数呈现先减小后增大的趋势,当碳纳米管含量为2 wt.%时,摩擦系数低为0.270,磨损率为1.028×10^-3 mm³/N·m。碳纳米管在磨损表面形成摩擦转移...

【文章页数】：97 页

【学位级别】：硕士

【部分图文】：

图1.1石墨烯弯曲成富勒烯和碳纳米管，堆垛成石墨[1]

石墨烯/碳纳米管杂化增强镍基复合材料的制备与摩擦学性能研究6（其中双层的堆垛方式包括ab堆垛，aa堆垛等；多层的方式包括abc堆垛，aba堆垛等）构成的一种二维碳材料[45]。按照功能性进行分类，可以分为氧化石墨烯，氢化石墨烯以及氟化石墨烯等等。不同种类的石墨烯可以应用在不同领域....

图1.2石墨烯的应用

硕士学位论文7域中被称为新材料之王，而且经过模拟与实验相结合测试出其热导率高达3000-5000W/(m·K)[49]。石墨烯在电子产品以及作为复合材料的增强相已经在传热散热领域发挥了不可估量的价值。图1.2显示的是石墨烯在各领域中的应用。图1.2石墨烯的应用1.3.4石墨烯在复....

图1.3(a)植物叶片平面照片图,(b)叶状碳纳米管-石墨烯纳米带杂交示意图[66]

硕士学位论文9效果。Qin[67]等人，将碳纳米管和石墨烯混合后统一进行预处理。将混合处理后的碳纳米管、石墨烯和氧化铝按一定比例制备聚集体，再与胶粘剂混合。将复合陶瓷涂层刷在304不锈钢上，低温固化。测试了涂层的显微硬度、断裂韧性、与金属基体的结合强度和摩擦学性能。结果表明复合涂....

图2.1多功能摩擦磨损试验仪

硕士学位论文13求出样品的测量密度。根据材料各元素的原子比例计算出复合材料的理论密度a，致密度的计算公式(2.2)为测量密度/理论密度即K=ρc/ρa（2.2）2.3.3摩擦性能测试本文所使用的摩擦磨损测试仪分为两种，图2.1(a)为UMT-3多功能摩擦试验仪，用来测试在空气环境....

本文编号：3936366