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《低溫原位合成碳納米管增強(qiáng)鎂基復(fù)合材料制備與性能》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、獨(dú)創(chuàng)性聲明本人聲明所呈交的學(xué)位論文是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下進(jìn)行的研究工作和取得的研究成果，除了文中特別加以標(biāo)注和致謝之處外，論文中不包含其他人已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果，也不包含為獲得天津大學(xué)或其他教育機(jī)構(gòu)的學(xué)位或證書而使用過的材料。與我一同工作的同志對本研究所做的任何貢獻(xiàn)均已在論文中作了明確的說明并表示了謝意。學(xué)位論文作者簽名：簽字日期：年月日我是愛天大的?。W(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解天津大學(xué)有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定。特授權(quán)天津大學(xué)可以將學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，并采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存、匯編以供查閱和借閱。同意學(xué)校向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論
2、文的復(fù)印件和磁盤。（保密的學(xué)位論文在解密后適用本授權(quán)說明）學(xué)位論文作者簽名：導(dǎo)師簽名：簽字日期：年月日簽字日期：年月日摘要碳納米管（CNTs）具有高比強(qiáng)度、高比模量、低密度以及優(yōu)異的力學(xué)性能，被認(rèn)為是金屬基復(fù)合材料最理想的增強(qiáng)相之一。要想發(fā)揮CNTs的特性，關(guān)鍵是獲得在金屬基體中均勻分散的、結(jié)構(gòu)完好的CNTs以及與基體之間良好的界面結(jié)合，而傳統(tǒng)的制備方法難以達(dá)到上述需求，這直接制約了CNTs增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的發(fā)展。本文首先采用化學(xué)氣相沉積法在鎂基體表面原位合成均勻分散的CNTs，得到CNTs/Mg復(fù)合粉末，進(jìn)而將復(fù)合粉末機(jī)械球磨后通過粉末冶金工藝制備復(fù)合材料。該種“原位生長-短時(shí)球磨-粉末冶
3、金”的方法是首次應(yīng)用于鎂基復(fù)合材料的制備。利用沉積沉淀法制備催化劑前驅(qū)體，經(jīng)過煅燒還原得到Co/Mg催化劑，研究了催化劑含量和種類、碳源種類、合成溫度、合成時(shí)間及載氣比例等對合成CNTs的影響。采用SEM分析CNTs在鎂基體上的分散情況，采用TEM、Raman分析原位合成的CNTs的形貌和結(jié)構(gòu)，采用XRD分析鎂基體的氧化程度。結(jié)果表明，采用化學(xué)氣相沉積法能夠在鎂基體上原位合成石墨化程度高、分散均勻的CNTs。采用機(jī)械球磨的方法對CNTs/Mg復(fù)合粉末進(jìn)行球磨，研究了球磨轉(zhuǎn)速、球磨時(shí)間對CNTs的分散、復(fù)合材料組織和性能的影響。結(jié)果表明，短時(shí)球磨能防止CNTs的損傷和破壞，并達(dá)到CNTs嵌入基體
4、內(nèi)部的目的，球磨后組織致密，硬度和拉伸性能都有所提升。隨后采用粉末冶金法制備CNTs/Mg復(fù)合材料，研究了CNTs含量對復(fù)合材料組織、硬度、拉伸性能、熱膨脹性能及導(dǎo)電性能的影響，并探討了制備過程中CNTs的演變，鎂基體的氧化以及增強(qiáng)相和基體之間的界面結(jié)合性。結(jié)果表明，隨著CNTs含量的增加，復(fù)合材料的硬度、抗拉強(qiáng)度都在CNTs含量為2.4wt.%時(shí)達(dá)到峰值，抗拉強(qiáng)度289MPa，比純鎂提高了47%，硬度72.8HV，比純鎂提高了30%，而延伸率則呈下降的趨勢，從斷口來看，屬于典型的脆性斷裂；整個(gè)過程中鎂基體氧化程度低，對復(fù)合材料的性能是有利的，并且CNTs保持了完整的石墨層結(jié)構(gòu)，沒有與基體發(fā)生
5、界面反應(yīng)，其嵌入鎂基體內(nèi)部，起到承載應(yīng)力強(qiáng)化基體的作用。關(guān)鍵詞：碳納米管原位合成鎂基復(fù)合材料短時(shí)球磨力學(xué)性能界面ABSTRACTCarbonnanotubes(CNTs),havingahighspecificstrengthandhighspecificmodulus,lowdensity,andexcellentmechanicalproperties,areconsideredtobeoneoftheidealreinforcementofmetalmatrixcomposites.CNTsshouldbeuniformlydispersedinMgmatrixandhaveintact
6、interfacewithMgmatrixinordertoplaytheroleofCNTsasreinforcements.However,itisdifficulttomeettheaboverequirementsusingtraditionalmethods,whichrestrictsthedevelopmentofCNTsreinforcedmetalmatrixcompositesdirectly.Firstly,CNTswereinsitusynthesizedinMgpowderbychemicalvapordepositionmethodinthispaper,obtai
7、ningCNTs/Mgcompositepowder.ThenthecompositepowderwasusedtofabricateCNTs/Mgcompositesbypowdermetallurgyaftermechanicallymilled.Themethodof"insitusynthesis-shorttimeballmilling-powdermetallurgy”isapplie
