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《cnts-sicp鎂基復合材料的制備及性能研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關內容在學術論文-天天文庫。
1、CNTs/SiCp鎂基復合材料的制備及性能研究第1章緒論1.1鎂基復合材料的概述和研究進展隨著現(xiàn)代社會的快速發(fā)展，對材料的綠色環(huán)保、低成本、低能耗、高性能等要求越來越多，特別是航空航天、交通運輸、運動設備、電子通信等領域。鎂是地球儲備最豐富的元素之一，鎂的密度為1.74g/cm3，約為鋁的2/3[1-3]。而且鎂合金還具有比強度比剛度高，可回收性好，機械加工性優(yōu)良，零件尺寸穩(wěn)定性高，抗電磁干擾能力強以及吸振性能好等特性，使其在電子通信、交通工具、儀器儀表、家電、軍事等領域中具有及其重要的使用價值和廣闊的應用前景[4-5]。然而，相對于其他結
2、構金屬，鎂合金也有一些缺點，例如絕對強度低、硬度低、耐磨性低、高溫性能差等限制了它更為廣泛的應用[6]。因此，改善鎂合金的這些缺點就顯得非常重要。在保證鎂合金輕質優(yōu)勢的基礎上，通過復合強化的途徑研究和開發(fā)鎂基復合材料能消除或減輕了鎂合金的這些不足之處，其彈性模量、耐磨性和耐高溫性可以獲得顯著提高，因此鎂基復合材料的研究具有重要意義[7-8]。鎂基復合材料按增強相的形式可以分為連續(xù)纖維和非連續(xù)纖維增強復合材料，常用的鎂合金增強相有碳納米管或碳（石墨）纖維、SiC顆?；蚓ы殹l2O3顆?；蚶w維、B4C顆粒等。鎂基復合材料的制備工藝主要分兩類:
3、一是液相法，包括攪拌鑄造法、液態(tài)浸滲法、噴射沉積法、原位自生法；二是固相法，主要就是粉末冶金法。.......1.2碳納米管（Ts）增強鎂基復合材料碳納米管（carbonnanotubes，Ts）是由日本電子顯微鏡專家Iijima[24]在1991年發(fā)現(xiàn)的，它是一種一維特殊結構納米碳材料。Ts可以分為單壁Ts（S5、Ts/AM60鎂基復合材料。結果表明：Ts在鎂基體中晶粒細化效果顯著，且起搭接晶粒、強化晶界和承受載荷的作用；與鎂合金基體相比，復合材料的機械性能有明顯提高，但Ts加入量過多時產生的Ts團聚，會導致復合材料力學性能降低。Li[3
4、3]等人通過改進此方法制備了Ts/Mg復合材料，Ts加入量為0.1u;m，其SEM照片見圖2.1。從圖中可看出鎂合金顆粒尺寸為微米級別，形狀多數(shù)呈扁平長條狀，且分布不是十分均勻。為提高Ts的分散性和與鎂合金基體的界面結合，本實驗所用Ts的預處理具體工藝：首先是機械改性，將Ts在行星式球磨機中200rpm的轉速下球磨4h，增加Ts上的活性點[61]；然后是化學改性，將球磨處理的Ts加入到濃硫酸與濃硝酸的混合溶液中（濃硫酸與濃硝酸的體積比為1:3）在100℃下水浴處理5h，再用蒸餾水洗至中性后過濾烘干。經酸化處理的Ts會連接上羧基、羥基等官能團
5、，能提高Ts與鎂基體的親和力[62]。..........第3章復合材料制備工藝參數(shù)的優(yōu)化.........183.1引言......183.2AZ91D鎂合金的制備.....183.3壓制壓力的優(yōu)化.......193.4燒結溫度的優(yōu)化.......203.5燒結時間的優(yōu)化.......223.6本章小結.....23第4章碳納米管/AZ91D鎂基復合材料的顯微組織.........244.1引言......244.2碳納米管/AZ91D鎂基復合材料的制備工藝..........244.3碳納米管在復合粉末中的分散....264.4碳納米
6、管/AZ91D復合材料的顯微組織....284.5碳納米管/AZ91D鎂基復合材料的擠壓態(tài)力學性能.....304.6碳納米管/AZ91D鎂基復合材料的拉伸斷口分析.........354.7本章小結.....37第5章碳化硅/AZ91D鎂基復合材料的顯微組織和力學性能......395.1引言......395.2碳化硅/AZ91D鎂基復合材料的制備及其組織......395.3碳化硅/AZ91D鎂基復合材料的擠壓態(tài)力學性能.......425.4碳化硅/AZ91D鎂基復合材料的拉伸斷口分析......455.5本章小結.....46第6
7、章碳納米管/碳化硅混雜增強鎂基復合材料的顯微組織和力學性能6.1引言混雜增強金屬基復合材料具有兩種或多種增強相，主要有顆粒和顆粒混雜、顆粒和晶須混雜、晶須和晶須混雜?；祀s復合材料由于不同功能的增強相相互補充，特別是產生混雜效應使復合材料具有更加優(yōu)異的性能。因此，近幾年受到了越來越多的材料研究者的重視，已經成功制備出具有優(yōu)越力學性能[76-77]、更高耐磨性[78-80]、更低的熱膨脹系數(shù)[81]和良好防腐性[82-83]的混雜增強金屬基復合材料。Ts與微米級SiCp混雜增強鎂基復合材料的力學性能的研究還比較少。本章采用粉末冶金法結合熱擠壓工
8、藝制備Ts與微米級SiCp混雜增強復合材料，結合混雜復合材料的顯微組織、斷口形貌等分析了不同混雜比例對復合材料組織和性能的影響。采用和第四章相同的工藝參數(shù)制備混雜增強鎂基復合材料
