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《多壁碳納米管增強鎂基復(fù)合材料制備及界面研究》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、碩士學(xué)位論文多壁碳納米管增強鎂基復(fù)合材料制備及界面研究STUDYONFABRICATION,INTERFACEOFMWCNT/Mg-6ZnMAGNESIUMMATRIXCOMPOSITES施海龍哈爾濱工業(yè)大學(xué)2015年6月國內(nèi)圖書分類號：TG146.2學(xué)校代碼：10213國際圖書分類號：621.785密級：公開工程碩士學(xué)位論文多壁碳納米管增強鎂基復(fù)合材料制備及界面研究碩士研究生：施海龍導(dǎo)師：吳昆教授申請學(xué)位：工程碩士學(xué)科：材料工程所在單位：材料科學(xué)與工程學(xué)院答辯日期：2015年6月授予學(xué)位單位：哈爾濱工業(yè)大學(xué)ClassifiedIndex:TG146.2U.
2、D.C:621.785DissertationfortheMasterDegreeinEngineeringSTUDYONFABRICATION,INTERFACEOFMWCNT/Mg-6ZnMAGNESIUMMATRIXCOMPOSITESCandidate：ShiHailongSupervisor：Prof.WuKunAcademicDegreeAppliedfor：MasterofEngineeringSpeciality：MaterialsEngineeringAffiliation：SchoolofMater.Sci.EngDateofDefenc
3、e：June,2015Degree-Conferring-Institution：HarbinInstituteofTechnology哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文摘要本文研究了碳納米管(CNTs)機械球磨的預(yù)分散工藝，并對CNTs/Mg-6Zn復(fù)合材料的機械攪拌復(fù)合高能超聲波制備工藝進(jìn)行了探索。成功制備出增強體體積分?jǐn)?shù)不同的CNTs/Mg-6Zn和CNTs+SiC/Mg-6Zn復(fù)合材料，并對制備的鑄態(tài)復(fù)合材料進(jìn)行熱擠壓變形制備出擠壓態(tài)的復(fù)合材料。采用多種分析手段對復(fù)合材料的顯微組織進(jìn)行了研究，并對鑄態(tài)和擠壓態(tài)復(fù)合材料室溫拉伸性能進(jìn)行了測試，分析了顯微組織
4、和力學(xué)性能的關(guān)系。通過加入Al元素調(diào)控碳納米管與鎂基體的界面結(jié)合。預(yù)分散工藝研究表明，將鋅粉和碳納米管混合機械球磨能夠打散原始碳納米管的團(tuán)聚，改善碳納米管的分散情況。球磨轉(zhuǎn)速及時間對碳納米管的分散都有一定的影響。當(dāng)球磨轉(zhuǎn)速為400rpm，球磨時間為4h時，取得了最佳的碳納米管分散效果。將鋅粉、碳納米管和納米碳化硅顆粒混合球磨能同時分散納米碳化硅顆粒和碳納米管，有利于增強體進(jìn)一步在復(fù)合材料中的分布。探索出一種新型的制備碳納米管增強鎂基復(fù)合材料的液態(tài)制備法。首先將碳納米管和鋅粉進(jìn)行混合球磨對碳納米管進(jìn)行預(yù)分散。然后在半固態(tài)對基體合金進(jìn)行機械攪拌并加入增強體。之后
5、在液態(tài)對復(fù)合材料進(jìn)行高能超聲處理。通過這三步逐漸的分散碳納米管制備出碳納米管在基體中分布彌散的鑄態(tài)鎂基復(fù)合材料。通過這種方法制備了質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為0.5%和1.0%的CNT/Mg-6Zn復(fù)合材料。碳納米管在基體中分布均勻，未見明顯的團(tuán)聚產(chǎn)生。碳納米管依然保持著其結(jié)構(gòu)完整性，經(jīng)過球磨、機械攪拌和高能處理后，通過透射觀察發(fā)現(xiàn)其管壁結(jié)構(gòu)依然非常完整。利用這種三步分散的液態(tài)制備法我們制備了新型的納米碳化硅顆粒混雜碳納米管增強Mg-6Zn復(fù)合材料。在球磨過程中，碳納米管與碳化硅顆?；ハ嗥鸬椒稚Ψ降淖饔谩Ｌ蓟桀w粒的加入改變了基體合金中第二相的固溶度，析出了大量與鎂基體
6、有特殊位相關(guān)系的棒狀第二相。當(dāng)碳化硅體積分?jǐn)?shù)為1.0%，碳納米管體積分?jǐn)?shù)為0.5%時復(fù)合材料的屈服強度和拉伸強度達(dá)到最高，分別為242MPa和318MPa。熱擠壓變形顯著細(xì)化了基體合金的晶粒，但是晶粒尺寸分布非常不均勻。熱擠壓改善了碳納米管的分布，使得碳納管沿擠壓帶定向分布。在碳納米管的-I-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文條帶中，晶粒尺寸非常細(xì)小表明碳納米管能夠組在再結(jié)晶晶粒的長大。熱擠壓顯著提高合金和復(fù)合材料的力學(xué)性能。碳納米管的加入顯著細(xì)化了基體合金的晶粒，提高了擠壓態(tài)復(fù)合材料的強度，碳納米管的拔出和橋連增強作用提高了復(fù)合材料的額韌性。Al元素的加入旨在
7、與復(fù)合材料中的碳納米管表面的無定向碳發(fā)生化學(xué)反應(yīng)在其界面處生成界面產(chǎn)物來改善復(fù)合材料與增強體之間的界面結(jié)合。通過透射觀察發(fā)現(xiàn)其界面處確實產(chǎn)生了一些細(xì)小的第二相。與此同時，Al元素的加入改變了復(fù)合材料中第二相的固溶度，減少了其中第二相的析出。由于基體合金成分改變，碳納米管與基體潤濕性得到改善，間接地提高了碳納米管與基體合金的界面結(jié)合，使復(fù)合材料的力學(xué)性能得到了顯著地的提高。關(guān)鍵詞：碳納米管；混雜增強；鎂基復(fù)合材料；預(yù)分散；界面調(diào)控-II-哈爾濱工業(yè)大學(xué)工程碩士學(xué)位論文AbstractCarbonnanotubes（CNTs）werepre-dispersedb
8、yball-milling.CNTs/Mg-6Znc
