隨著航空航天、3C工業(yè)領(lǐng)域的快速發(fā)展,對于輕量化結(jié)構(gòu)材料的需求日益緊迫,現(xiàn)有的輕量化結(jié)構(gòu)材料已逐漸不能滿足相關(guān)領(lǐng)域的發(fā)展需求。鎂鋰合金作為現(xiàn)在最輕的結(jié)構(gòu)材料,在輕量化應(yīng)用領(lǐng)域具有廣闊前景,但是鎂鋰合金低強(qiáng)度低模量的缺點(diǎn)嚴(yán)重限制了其在相關(guān)領(lǐng)域的應(yīng)用。本文通過改進(jìn)的箔冶金法制備了CNTs/Mg-Li復(fù)合材料,研究復(fù)合材料組織性能,并通過DEFROM-3D模擬基體合金LA103Z往復(fù)擠壓過程。本文采用50μm Mg-10Li-3Al-3Zn（LA103Z）合金箔和碳納米管（CNTs）依次通過碳納米管預(yù)處理、噴涂沉積、熱壓、往復(fù)擠壓、熱擠壓工藝成功制備出了CNTs/Mg-Li復(fù)合材料。碳納米管酸洗在其表面引入羥基、羧基等官能團(tuán),提高碳納米管分散均勻性;在噴涂沉積過程中,0.5g/L的碳納米管分散液濃度可以實(shí)現(xiàn)良好的碳納米管均勻沉積效果,碳納米管以層狀堆疊的形式沉積在LA103Z合金箔上。通過本文所述方法制備出的CNTs/Mg-Li復(fù)合材料強(qiáng)度和彈性模量均得到了提升。碳納米管含量分別為1wt.%、2wt.%、4wt.%復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度分別提升到270MPa、289MPa、273MPa;相較于LA... 

【文章來源】：哈爾濱工業(yè)大學(xué)黑龍江省 211工程院校 985工程院校

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【學(xué)位級別】：碩士

【部分圖文】：

Mg-8Li-3(Al-Si)合金中條狀α相與基體β相[11]

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-3-圖1-2三種Mg-xLi-3(Al-Si)合金應(yīng)力-應(yīng)變曲線和力學(xué)性能直方圖[11](a)應(yīng)力-應(yīng)變曲線；(b)力學(xué)性能直方圖1.2.2鎂鋰合金合金化原理鎂鋰合金是最輕的結(jié)構(gòu)材料，但是單純的二元鎂鋰合金強(qiáng)度差，因此必須添加其他合金元素來改善鎂鋰合金性能[12]。通過添加鋁、鋅、稀土等元素來改善鎂鋰合金性能。這些合金元素存在不同的強(qiáng)化機(jī)制。（1）Al元素Cao等[12]制備了Mg-7.28Li-2.19Al-0.091Y合金，研究了熱處理和變形處理對合金的組織變化的影響；通過圖1-3可以發(fā)現(xiàn)，合金在均質(zhì)和冷軋?zhí)幚砗�，合金中主要存在�?Mg、β-Li固溶體及MgLi2Al、Al2Y和AlLi金屬間化合物；但是完成退火處理后，AlLi金屬間化合物的特征峰消失，表明AlLi金屬間化合物退火時溶解在了β-Li中；通過圖1-4所示的TEM圖片可以觀察到球形析出相AlLi，以及MgLi2Al、Al2Y相。通過上述研究可以發(fā)現(xiàn)，Al元素加入到鎂鋰合金中后，存在方式有所不同；大部分情況下，Al會與合金中的Mg、Li、Y等其他元素作用生成第二相，進(jìn)而通過第二相強(qiáng)化來改善合金性能。除此之外，Al元素還會以固溶的方式存在于鎂鋰合金中，通過固溶強(qiáng)化的方式來達(dá)到改善合金性能的目的。Zhao等[13]通過向Mg-12Li合金中添加Al-Si合金，研究Al-Si的加入對鎂鋰合金性能及組織的影響；通過對合金組織觀察發(fā)現(xiàn)，單純的二元Mg-12Li合金中為β-Li相，隨著Al-Si的加入，合金中生成了Mg2Si相，同時Al元素在合金中出現(xiàn)了固溶強(qiáng)化現(xiàn)象；隨著Al-Si的進(jìn)一步加入，合金中出現(xiàn)了AlLi相，Al除固溶強(qiáng)化外，還存在著第二相強(qiáng)化；在Mg-12Li合金中加入約3%-7%的Al-Si共晶合金后，合金中形成了大量的Mg2Si和AlLi增強(qiáng)相。上述研究表明Al、Si元素的加入主要通過第二相強(qiáng)化以及固溶強(qiáng)化等機(jī)理來強(qiáng)化鎂鋰合金，達(dá)

哈爾濱工業(yè)大學(xué)工學(xué)碩士學(xué)位論文-4-圖1-3在不同階段處理的Mg-7.28Li-2.19Al-0.091Y合金試樣XRD圖譜[12](a)均質(zhì)試樣；(b)冷軋試樣；(c)退火試樣；(d)MgLi2Al相沉淀在晶粒內(nèi)，該晶粒在350℃下退火2h圖1-4Mg-7.28Li-2.19Al-0.091Y合金冷軋試樣中析出相的TEM圖像和EDS分析[12](a)AlLi相；(b)MgLi2Al相；(c)Al2Y相；(d)Al2Y相的EDS分析

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]Li含量對Mg-xLi-3（Al-Si）合金顯微組織和力學(xué)性能的影響（英文）[J]. 張誠,吳量,趙子龍,謝治輝,黃光勝,劉磊,蔣斌,Andrej ATRENS,潘復(fù)生.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(12)
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博士論文
[1]納米Al2O3p/2024鋁基復(fù)合材料的制備及往復(fù)鐓—擠變形研究[D]. 蘇海.湖南大學(xué) 2012

碩士論文
[1]高合金含量Mg-Al-Ca鎂合金的顯微組織與力學(xué)性能的研究[D]. 潘康.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[2]CNTs/Mg微納米層狀鎂基復(fù)合材料制備與組織性能研究[D]. 宋正祥.哈爾濱工業(yè)大學(xué) 2019
[3]鎂粉末坯往復(fù)擠—鐓固相再生工藝的研究[D]. 王金海.湖南大學(xué) 2013



本文編號：2964940