【摘要】：大馬士革刀不僅外形精美,而且強(qiáng)度,韌性都很高,聞名于世。2006年在古代大馬世革刀樣品中發(fā)現(xiàn)有碳納米管,并指出鐵對(duì)碳納米管生長(zhǎng)有催化作用。本課題的靈感來(lái)源于大馬士革刀,利用油酸作為碳源,納米鐵粉作為基體,采用電火花燒結(jié)的方式,制備納米碳增強(qiáng)鐵基復(fù)合材料,研究燒結(jié)工藝對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)、形貌及性能的影響,并對(duì)增強(qiáng)機(jī)理進(jìn)行探索研究。X射線衍射分析(XRD)表明,80nm和150nm鐵粉制備的復(fù)合材料有輕微氧化,生成Fe O,500nm和800nm的鐵粉制備的復(fù)合材料未測(cè)出雜質(zhì)相。X射線光電子能譜分析(XPS)測(cè)試分析表明,復(fù)合材料中碳成鍵基本為sp2C-C,這說(shuō)明該復(fù)合材料制備過(guò)程中有機(jī)物碳轉(zhuǎn)變成石墨類碳。通過(guò)Raman測(cè)試分析,發(fā)現(xiàn)有sp2碳六元環(huán)振動(dòng)的特征峰G峰,有微弱的D峰,說(shuō)明復(fù)合材料中的碳以sp2碳為主。通過(guò)對(duì)復(fù)合材料含碳量的測(cè)試發(fā)現(xiàn),500nm復(fù)合粉體燒結(jié)材料含碳量約為0.6wt.%,800nm復(fù)合粉體燒結(jié)材料含碳量約為0.7wt.%,不同燒結(jié)溫度制備的復(fù)合材料含碳量差別不大。對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行掃描電子顯微鏡(SEM)觀察,發(fā)現(xiàn)原料鐵粉的粒徑對(duì)復(fù)合材料結(jié)構(gòu)有很大影響。隨著復(fù)合材料燒結(jié)溫度的增加,復(fù)合材料的析出含碳組織從700℃的大的單片層逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)?00℃的棒狀,繼續(xù)升高溫度至900和950℃則變?yōu)槠叫信帕械膶悠Y(jié)構(gòu)。通過(guò)對(duì)復(fù)合材料萃取物SEM掃描發(fā)現(xiàn),碳在復(fù)合材料中以褶皺狀的納米石墨層為主。復(fù)合材料致密度都在88.2%-99.8%之間,其中80nm和150nm鐵粉制備的復(fù)合材料密度較低,這可能與鐵粉氧化有關(guān)。對(duì)復(fù)合材料的硬度、拉伸和壓縮性能進(jìn)行測(cè)試分析,150nm粉體經(jīng)700℃燒結(jié)制備的復(fù)合材料硬度最高達(dá)到352.4HV;800納米粉體經(jīng)700℃燒結(jié)制備的復(fù)合材料拉伸強(qiáng)度達(dá)到719.3MPa,高于同樣條件純鐵材料(409.3MPa)。
【學(xué)位授予單位】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號(hào)】：TB33
【圖文】：

圖 1-1 富勒烯、納米碳管、石墨烯的結(jié)構(gòu)示意圖[1]社會(huì)，存在巨大的研究?jī)r(jià)值；而另一種生活中常見(jiàn)的物不可分的關(guān)系；鐵廉價(jià)，易得，與我們的生活息息相關(guān)足輕重的意義。中國(guó)是世界上最先生產(chǎn)鋼鐵的國(guó)家之一

的氧化；同時(shí)，碳具有二維和三維多種結(jié)構(gòu)，容易實(shí)現(xiàn)隨著富勒烯、納米碳管、石墨烯逐漸進(jìn)入人們視野，許究[19]，可以作為碳包覆金屬納米材料很好的借鑒。究的納米內(nèi)核材料為金屬鐵，現(xiàn)有碳包覆鐵納米顆粒的e[20]、Fe0.96O[21]、Fe3O4[21]、Fe3C[22]、 x-Fe2.5C[22]、γ-F[25]、Fe7C3[26]和 Nd-Fe-B[27]等；但內(nèi)核多為兩種或多種研究鐵對(duì)碳的催化作用帶來(lái)很多干擾，不利于對(duì)影響規(guī)納米顆粒的形成原理晶原理納米材料的原理有冷卻結(jié)晶原理和溶解析出原理。如ss[28]利用電弧法實(shí)現(xiàn)碳包覆稀土金屬。利用電弧放電另冷卻形成金屬和碳的混合液滴，隨溫度下降，碳逐漸析當(dāng)相平衡時(shí)，形成碳包覆稀土顆粒。其顆粒的形成取決

圖 1-4 HRTEM 圖片（a）碳包覆鐵顆粒，（b）碳包覆滲碳體顆粒[43]等人[45]在有機(jī)溶劑中分解脂肪酸鹽成功得到 3~50nm Fe3料配比、控制反應(yīng)條件來(lái)得到不同粒徑和形貌的顆粒。圖。

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本文編號(hào)：2801635