石墨烯对选择性激光熔化成形铝合金组织性能的影响

发布时间：2024-10-04 17:16

　　石墨烯铝基复合材料具有强度高、耐磨性好和热膨胀系数小等优点,被广泛的应用交通运输、航空航天、能源动力等领域。在国家自然科学基金(项目号:51775521)和山西省回国留学人员科研资助项目(项目号:2017-095)的资助下,本文使用真空机械球磨法制备了AlSi10Mg-0.5wt.%graphene复合粉末,然后使用选择性激光熔化(SLM)成形高质量的AlSi10Mg-0.5wt.%graphene复合材料。优化了AlSi10Mg-0.5wt.%graphene复合材料的SLM成形工艺,分析了AlSi10Mg-0.5wt.%graphene复合材料的组织性能。研究结果如下:(1)研究了激光功率对SLM成形AlSi10Mg-0.5wt.%graphene复合材料质量的影响及缺陷的形成机制。激光功率为220W时,复合材料内的缺陷较少,成形质量最佳,激光功率小于220W,复合材料样品翘曲,激光功率大于220W,复合材料内的缺陷增多。复合材料内的缺陷主要有:1)AlSi10Mg粉末表面的氧化膜吸收空气中的水分,SLM过程中水分分解生成氢气,在复合材料内部形成氢气孔;2)复合粉末中若存在石墨烯团聚...

【文章页数】：94 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
1.绪论
    1.1 课题研究背景
    1.2 金属基复合材料研究现状
    1.3 石墨烯增强金属基复合材料研究现状
        1.3.1 石墨烯增强镍基复合材料
        1.3.2 石墨烯增强镁基复合材料
        1.3.3 石墨烯增强钛基复合材料
        1.3.4 石墨烯增强铝基复合材料
    1.4 SLM发展现状
        1.4.1 SLM技术研究现状
        1.4.2 SLM成形铝合金研究现状
        1.4.3 SLM成形铝基复合材料研究现状
    1.5 课题研究意义及内容
        1.5.1 本课题的研究意义
        1.5.2 主要研究内容
2.实验材料及设备
    2.1 实验材料
    2.2 实验设备
        2.2.1 球磨设备
        2.2.2 成形设备
    2.3 样品表征
        2.3.1 金相显微镜
        2.3.2 扫描电子显微镜
        2.3.3 X射线衍射仪
        2.3.4 拉曼光谱仪
        2.3.5 透射电子显微镜
    2.4 性能测试
        2.4.1 显微硬度测试
        2.4.2 耐磨性测试
        2.4.3 压缩性能测试
3.石墨烯铝基复合材料SLM成形及其内部缺陷形成机制
    3.1 石墨烯铝基复合粉末的制备
    3.2 石墨烯铝基复合材料SLM成形
    3.3 石墨烯铝基复合材料内部缺陷的形成机制
        3.3.1 氢气孔
        3.3.2 石墨烯气孔
        3.3.3 结晶裂纹
        3.3.4 液化裂纹
        3.3.5 不规则型缺陷
    3.4 本章小结
4.石墨烯铝基复合材料的组织特征
    4.1 石墨烯铝基复合材料的物相分析
    4.2 石墨烯铝基复合材料的微观组织
    4.3 石墨烯对复合材料晶胞组织的影响
    4.4 石墨烯对复合材料内共晶Si的影响
    4.5 本章小结
5.石墨烯铝基复合材料的摩擦磨损性能
    5.1 石墨烯含量对石墨烯铝基复合材料摩擦磨损性能的影响
    5.2 滑动速度对石墨烯铝基复合材料摩擦磨损性能的影响
    5.3 温度对石墨烯铝基复合材料摩擦磨损性能的影响
    5.4 本章小结
6.石墨烯铝基复合材料的压缩变形行为
    6.1 压缩过程及压缩后材料的宏观形貌
    6.2 压缩后复合材料断口处微观形貌
    6.3 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士学位期间发表的论文及所取得的研究成果
致谢



本文编号：4006950