發(fā)布時(shí)間：2021-04-20 19:35

　　碳納米管因具有優(yōu)越的力學(xué)性能和物理性能而受到廣泛的關(guān)注,是鋁基復(fù)合材料的理想增強(qiáng)相。選擇合適的工藝方法提高碳納米管在金屬基體中的分散性是制備碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的關(guān)鍵所在。本文通過傳統(tǒng)熔鑄與高能超聲的結(jié)合制備工藝,探索制備碳納米管增強(qiáng)鋁硅合金的方法。同時(shí),還對(duì)碳納米管表面進(jìn)行了包覆處理,以達(dá)到增加碳納米管與鋁基體潤濕性的目的。后期對(duì)0.9 wt.%CNTs/A356鋁基復(fù)合材料進(jìn)行熱擠壓變形。系統(tǒng)地研究了不同擠壓溫度以及擠壓比對(duì)材料顯微組織以及不同工藝條件下制備的復(fù)合材料磨損性能變化。主要內(nèi)容有:（1）碳納米管需要以預(yù)制材料形式加入到合金熔體中,通過比對(duì)高能超聲處理以及傳統(tǒng)攪拌分散法可知高能超聲相比機(jī)械攪拌更能分散熔體中的碳納米管。（2）通過探索在不同超聲功率以及不同碳納米管的添加量制備CNTs/A356鋁基復(fù)合材料。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:在本實(shí)驗(yàn)條件下,通過超聲輔助攪拌鑄造法制備CNTs/A356鋁基復(fù)合材料的最優(yōu)工藝為超聲功率2.1Kw以及加入量為0.9 wt.%。（3）加入碳納米管可一定程度上減小復(fù)合材料的晶粒度。最優(yōu)工藝參數(shù)下的復(fù)合材料屈服強(qiáng)度為202MPa,抗拉強(qiáng)度為261MPa... 

【文章來源】：南昌大學(xué)江西省 211工程院校

【文章頁數(shù)】：140 頁

【學(xué)位級(jí)別】：博士

【文章目錄】：
摘要
abstract
第一章 緒論
    1.1 引言
    1.2 碳納米管的結(jié)構(gòu)與特性
        1.2.1 碳納米管特性
        1.2.2 碳納米管的結(jié)構(gòu)
        1.2.3 碳納米管在復(fù)合材料中的應(yīng)用
    1.3 鋁基復(fù)合材料應(yīng)用
        1.3.1 鋁基復(fù)合材料的基本概述
        1.3.2 鋁基復(fù)合材料增強(qiáng)相的選擇
    1.4 碳納米管/鋁基復(fù)合材料
        1.4.1 碳納米管/鋁基復(fù)合材料研究現(xiàn)狀
        1.4.2 碳納米管/金屬基復(fù)合材料的制備方法
    1.5 超聲攪拌法在金屬基復(fù)合材料中的應(yīng)用
        1.5.1 高能超聲在金屬熔體中的機(jī)理
        1.5.2 高能超聲攪拌在金屬基復(fù)合材料制備領(lǐng)域的應(yīng)用
    1.6 碳納米管/鋁基復(fù)合材料的強(qiáng)化機(jī)制
        1.6.1 承載強(qiáng)化機(jī)制
        1.6.2 位錯(cuò)強(qiáng)化機(jī)制
        1.6.3 奧羅萬強(qiáng)化機(jī)制
        1.6.4 細(xì)晶強(qiáng)化模型
    1.7 本文研究內(nèi)容與研究意義
        1.7.1 本文研究內(nèi)容
        1.7.2 本文研究意義
第二章 實(shí)驗(yàn)材料與工藝方法
    2.1 引言
    2.2 實(shí)驗(yàn)材料
        2.2.1 基體材料選擇
        2.2.2 增強(qiáng)相選擇
    2.3 主要儀器
    2.4 實(shí)驗(yàn)方案
        2.4.1 工藝技術(shù)路線制定
        2.4.2 中間納米材料的制備
        2.4.3 材料制備方法
        2.4.4 復(fù)合材料熱擠壓
    2.5 組織形貌及成分分析
        2.5.1 金相組織觀察
        2.5.2 透射電鏡
        2.5.3 X射線衍射分析
    2.6 復(fù)合材料性能測(cè)試
        2.6.1 增強(qiáng)相潤濕角測(cè)試
        2.6.2 合金拉伸性能性能實(shí)驗(yàn)
        2.6.3 顯微硬度測(cè)定
        2.6.4 磨損實(shí)驗(yàn)/磨損設(shè)備及試樣制備
第三章 碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備工藝及增強(qiáng)機(jī)理
    3.1 引言
    3.2 CNTs/A356納米復(fù)合材料的XRD分析比較
    3.3 CNTs/A356納米復(fù)合材料的顯微組織研究
    3.4 超聲對(duì)CNTs分散性的影響及機(jī)理研究
        3.4.1 超聲對(duì)CNTs/A356復(fù)合材料組織的影響
        3.4.2 超聲功率對(duì)復(fù)合材料硬度及拉伸性能的影響
        3.4.3 碳納米管含量對(duì)復(fù)合材料顯微組織的影響
        3.4.4 碳納米管含量對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
        3.4.5 CNTs/A356鋁基復(fù)合材料拉伸斷口分析
    3.5 超聲作用下納米增強(qiáng)相的動(dòng)力分散機(jī)制
    3.6 復(fù)合材料增強(qiáng)機(jī)制
        3.6.1 位錯(cuò)強(qiáng)化
        3.6.2 細(xì)晶強(qiáng)化
        3.6.3 直接承載強(qiáng)化
    3.7 本章小結(jié)
第四章 碳納米管表面包覆氧化鈦改性處理
    4.1 引言
    4.2 具體實(shí)驗(yàn)方法
    4.3 結(jié)果與討論
        4.3.1 紅外光譜及XRD分析
2@CNTs微觀形貌分析">        4.3.2 TiO₂@CNTs微觀形貌分析
2的機(jī)理分析">        4.3.3 碳材料包覆TiO₂的機(jī)理分析
2的拉曼光譜分析">        4.3.4 CNTs包覆TiO₂的拉曼光譜分析
2后的CNTs與鋁合金的潤濕性能分析">        4.3.5 包覆TiO₂后的CNTs與鋁合金的潤濕性能分析
    4.4 本章小結(jié)
第五章 包覆氧化鈦的碳納米管/A356鋁基復(fù)合材料顯微組織及力學(xué)性能
    5.1 引言
    5.2 碳納米管鍍氧化鈦的透射組織分析
    5.3 碳納米管鍍氧化鈦對(duì)復(fù)合材料組織的影響
    5.4 碳納米管含量對(duì)復(fù)合材料組織的影響
2@CNTs/A356鋁基復(fù)合材料的XRD分析">    5.5 TiO₂@CNTs/A356鋁基復(fù)合材料的XRD分析
    5.6 復(fù)合材料力學(xué)性能
2@CNTs/A356鋁基復(fù)合材料斷口形貌分析">    5.7 TiO₂@CNTs/A356鋁基復(fù)合材料斷口形貌分析
2@CNTs/A356鋁基復(fù)合材料強(qiáng)化機(jī)理分析">    5.8 TiO₂@CNTs/A356鋁基復(fù)合材料強(qiáng)化機(jī)理分析
    5.9 本章小結(jié)
第六章 擠壓工藝對(duì)復(fù)合材料組織及力學(xué)性能影響
    6.1 引言
    6.2 熱擠壓工藝參數(shù)設(shè)置
    6.3 擠壓溫度對(duì)碳納米管分布的影響
    6.4 擠壓溫度對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
    6.5 擠壓比對(duì)復(fù)合材料顯微組織的影響
    6.6 擠壓比對(duì)復(fù)合材料力學(xué)性能的影響
    6.7 復(fù)合材料斷口分析
    6.8 本章小結(jié)
第七章 碳納米管對(duì)復(fù)合材料摩擦磨損性能的影響
    7.1 引言
    7.2 碳納米管對(duì)A356鋁合金磨損性能影響
        7.2.1 碳納米管含量對(duì)鋁合金的磨損性能的影響
        7.2.2 碳納米管含量對(duì)復(fù)合材料磨損面形貌影響
        7.2.3 復(fù)合材料在不同載荷下的磨損性能
    7.3 包覆后碳納米管對(duì)復(fù)合材料磨損性能的影響
        7.3.1 碳納米管含量對(duì)復(fù)合材料磨損性能影響
        7.3.2 包覆碳納米管鋁基復(fù)合材料磨損面形貌
    7.4 擠壓工藝對(duì)復(fù)合材料磨損性能的影響
        7.4.1 經(jīng)熱擠壓后的復(fù)合材料磨損性能
        7.4.2 擠壓工藝對(duì)鋁基復(fù)合材料磨損面形貌影響
    7.5 磨損機(jī)理分析
    7.6 本章小結(jié)
第八章 結(jié)論與展望
    8.1 結(jié)論
    8.2 本文創(chuàng)新點(diǎn)
    8.3 展望
致謝
參考文獻(xiàn)
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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博士論文
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本文編號(hào)：3150272