隨著航空航天、3C工業(yè)領域的快速發(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領域的發(fā)展需求。鎂鋰合金作為現(xiàn)在最輕的結(jié)構(gòu)材料,在輕量化應用領域具有廣闊前景,但是鎂鋰合金低強度低模量的缺點嚴重限制了其在相關領域的應用。本文通過改進的箔冶金法制備了CNTs/Mg-Li復合材料,研究復合材料組織性能,并通過DEFROM-3D模擬基體合金LA103Z往復擠壓過程。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處理、噴涂沉積、熱壓、往復擠壓、熱擠壓工藝成功制備出了CNTs/Mg-Li復合材料。碳納米管酸洗在其表面引入羥基、羧基等官能團,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復合材料強度和彈性模量均得到了提升。碳納米管含量分別為1wt.%、2wt.%、4wt.%復合材料抗拉強度分別提升到270MPa、289MPa、273MPa;相較于LA... 

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【學位級別】：碩士

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Mg-8Li-3(Al-Si)合金中條狀α相與基體β相[11]

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-3-圖1-2三種Mg-xLi-3(Al-Si)合金應力-應變曲線和力學性能直方圖[11](a)應力-應變曲線；(b)力學性能直方圖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化機制。（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，進而通過第二相強化來改善合金性能。除此之外，Al元素還會以固溶的方式存在于鎂鋰合金中，通過固溶強化的方式來達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)了固溶強化現(xiàn)象；隨著Al-Si的進一步加入，合金中出現(xiàn)了AlLi相，Al除固溶強化外，還存在著第二相強化；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增強相。上述研究表明Al、Si元素的加入主要通過第二相強化以及固溶強化等機理來強化鎂鋰合金，達

哈爾濱工業(yè)大學工學碩士學位論文-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】：
期刊論文
[1]Li含量對Mg-xLi-3（Al-Si）合金顯微組織和力學性能的影響（英文）[J]. 張誠,吳量,趙子龍,謝治輝,黃光勝,劉磊,蔣斌,Andrej ATRENS,潘復生.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2019(12)
[2]高性能碳納米管增強AZ91D鎂基復合材料的制備（英文）[J]. 袁秋紅,付東明,曾效舒,劉勇.  Transactions of Nonferrous Metals Society of China. 2017(08)

博士論文
[1]納米Al2O3p/2024鋁基復合材料的制備及往復鐓—擠變形研究[D]. 蘇海.湖南大學 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性能的研究[D]. 潘康.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[2]CNTs/Mg微納米層狀鎂基復合材料制備與組織性能研究[D]. 宋正祥.哈爾濱工業(yè)大學 2019
[3]鎂粉末坯往復擠—鐓固相再生工藝的研究[D]. 王金海.湖南大學 2013



本文編號：2964940