高溫CNTs增強AZ91鎂基復合材料組織和性能研究
發(fā)布時間:2021-11-24 09:39
碳納米管具有高強度和高模量等優(yōu)良的力學性能,是制備金屬基復合材料最理想的增強體。提高碳納米管在基體中的分散性是制備高性能復合材料的關鍵。探究了提高原始CNTs的純度對鎂基復合材料力學性能的影響。本文主要采用粉末冶金工藝方法制備Graphitized-CNTs/AZ91鎂基復合材料。采用粉末冶金方法成功制備了含量為0wt.%到5wt.%的石墨化CNTs增強鎂基復合材料。采用傅里葉紅外光譜、拉曼光譜儀(Raman Spectrometer)、X射線衍射、掃描電鏡和透射電鏡等對石墨化CNTs進行表征。使用Image Pro-Plus 6.0計算了不同含量的Graphitized-CNTs/AZ91鎂基復合材料組織的晶粒尺寸。使用了顯微硬度測試儀測試了復合材料在燒結態(tài)和擠壓態(tài)的顯微硬度,采用拉伸試樣機對復合材料進行力學性能測試,使用SEM對拉伸樣斷口形貌進行了觀察。研究了不同含量的Graphitized-CNTs對AZ91合金的組織和力學性能的影響。主要內(nèi)容總結如下:(1)采用高溫處理工藝對原始CNTs進行3000℃石墨化處理。通過紅外光譜數(shù)據(jù)分析得出Graphitized-CNTs的峰值與原...
【文章來源】:南昌大學江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
單壁碳納米管(a)和多壁碳納米管(b)結構示意圖
第 1 章 緒 論不破壞增強體結構的條件下,使其分散效果更好。Chen 等[63]采用一種新的工藝方法制備了高濃度復合材料,利用鎂基體在真空中易蒸發(fā)的特點獲得高含量的均勻分散的增強體,制備了 14vol.SiC/Mg-6Zn復合材料,結果表明,復合材料的晶粒尺寸從 105nm 減小到 64nm 左右,經(jīng)過高壓扭轉(zhuǎn)實驗后,復合材料的強度比基體提高了300MPa,其彈性模量高達86GPa,圖 1.2 所示。通過蒸發(fā)基體金屬的工藝方法可以使復合材料獲得高含量且均勻分散的增強體是一種非常有效的方法,但是這種方法應用于工業(yè)生產(chǎn)還需進一步研究。(a)(b)
的鎂基復合材料,這些問題都是急需探究的。 鎂基復合材料的制備技術碳納米管具有較高的表面能、比表面積等[69,70],因此很容易發(fā)生團聚。易發(fā)生團聚。近年來國內(nèi)外主要制備復合材料的方法包括熱擠壓鑄造冶金發(fā)、攪拌鑄造法和噴射沉積法。這些不同的方法對提高 CNTs 的分整性都有一定的提高,這也是制備碳納米管復合材料在需要解決的問題1、擠壓鑄造法擠壓鑄造法[74]有兩個階段分別是預制塊制備和壓力浸滲。預制塊的制先將碳納米管均勻分散,然后壓模成型,最后燒結處理得到預制塊。鎂液在壓力的作用下滲入預制塊中,鎂液凝固成型后得到復合材料。段都需要進行預熱(預熱溫度 500℃),在澆鑄前應先對合金液進行過熱熱溫度約 800℃)。基體合金澆鑄到模具中的預制塊上時,需要對其施加力并保壓一段時間,使得合金液能夠充分的流入到預制塊上。如圖 1.3 所
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鎂合金有機復合散熱涂層的性能對比研究[J]. 陳磊,游國強,馬小黎,明玥,白世磊. 兵器材料科學與工程. 2016(01)
[2]碳納米管增強鎂基復合材料彈性模量的研究進展[J]. 袁秋紅,曾效舒,劉勇,周國華,羅雷,吳俊斌. 中國有色金屬學報. 2015(01)
[3]Effect of Graphene Nanoplate and Silicon Carbide Nanoparticle Reinforcement on Mechanical and Tribological Properties of Spark Plasma Sintered Magnesium Matrix Composites[J]. Aniruddha Das,Sandip P.Harimkar. Journal of Materials Science & Technology. 2014(11)
[4]碳納米管@SiO2@Ag納米復合材料的制備及其表面增強拉曼效應[J]. 周鑫,姚愛華,周田,王德平. 無機化學學報. 2014(03)
[5]碳納米管制備方法的研究進展[J]. 張偉華,吳湘鋒. 中國粉體工業(yè). 2013(03)
[6]碳納米管表面硅納米顆粒的結構與熱穩(wěn)定性[J]. 趙冠湘,葛樹明,歐陽韜,張凱旺,易有根. 原子與分子物理學報. 2010(04)
[7]拉曼光譜在碳納米管聚合物復合材料中的應用[J]. 高云,李凌云,譚平恒,劉璐琪,張忠. 科學通報. 2010(22)
[8]模擬研究碳納米管的熱穩(wěn)定性質(zhì)[J]. 朱亞波,鮑振,蔡存金,楊玉杰. 物理學報. 2009(11)
[9]火焰法制備碳納米管的最新進展[J]. 李磊,孫保民,劉遠超. 現(xiàn)代電力. 2009(03)
[10]T4態(tài)CNTs/ZM5復合材料的研究[J]. 袁秋紅,曾效舒,戚道華. 特種鑄造及有色合金. 2007(12)
博士論文
[1]納米碳材料增強AZ91鎂基復合材料制備與性能研究[D]. 袁秋紅.南昌大學 2016
[2]粉末冶金超細晶AZ31鎂合金材料制備與力學性能研究[D]. 王辛.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]碳納米管/AZ31鎂基復合材料的制備與等徑角擠壓研究[D]. 周國華.南昌大學 2010
[4]碳納米管/鎂基復合材料的制備與物性研究[D]. 李維學.蘭州理工大學 2009
碩士論文
[1]碳納米管/AZ91D鎂基復合材料的制備及性能研究[D]. 羅雷.南昌大學 2014
[2]粉末冶金法制備SiCw/AZ91復合材料研究[D]. 陳小偉.鄭州大學 2013
[3]碳納米管增強鎂基復合材料的力學性能研究[D]. 徐鶯歌.蘭州理工大學 2010
[4]碳納米管增強鎂基復合材料的制備與性能研究[D]. 楊益.國防科學技術大學 2006
[5]碳納米管改性及其在復合材料中的應用研究[D]. 曾祥兵.湖南大學 2005
本文編號:3515716
【文章來源】:南昌大學江西省 211工程院校
【文章頁數(shù)】:74 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
單壁碳納米管(a)和多壁碳納米管(b)結構示意圖
第 1 章 緒 論不破壞增強體結構的條件下,使其分散效果更好。Chen 等[63]采用一種新的工藝方法制備了高濃度復合材料,利用鎂基體在真空中易蒸發(fā)的特點獲得高含量的均勻分散的增強體,制備了 14vol.SiC/Mg-6Zn復合材料,結果表明,復合材料的晶粒尺寸從 105nm 減小到 64nm 左右,經(jīng)過高壓扭轉(zhuǎn)實驗后,復合材料的強度比基體提高了300MPa,其彈性模量高達86GPa,圖 1.2 所示。通過蒸發(fā)基體金屬的工藝方法可以使復合材料獲得高含量且均勻分散的增強體是一種非常有效的方法,但是這種方法應用于工業(yè)生產(chǎn)還需進一步研究。(a)(b)
的鎂基復合材料,這些問題都是急需探究的。 鎂基復合材料的制備技術碳納米管具有較高的表面能、比表面積等[69,70],因此很容易發(fā)生團聚。易發(fā)生團聚。近年來國內(nèi)外主要制備復合材料的方法包括熱擠壓鑄造冶金發(fā)、攪拌鑄造法和噴射沉積法。這些不同的方法對提高 CNTs 的分整性都有一定的提高,這也是制備碳納米管復合材料在需要解決的問題1、擠壓鑄造法擠壓鑄造法[74]有兩個階段分別是預制塊制備和壓力浸滲。預制塊的制先將碳納米管均勻分散,然后壓模成型,最后燒結處理得到預制塊。鎂液在壓力的作用下滲入預制塊中,鎂液凝固成型后得到復合材料。段都需要進行預熱(預熱溫度 500℃),在澆鑄前應先對合金液進行過熱熱溫度約 800℃)。基體合金澆鑄到模具中的預制塊上時,需要對其施加力并保壓一段時間,使得合金液能夠充分的流入到預制塊上。如圖 1.3 所
【參考文獻】:
期刊論文
[1]鎂合金有機復合散熱涂層的性能對比研究[J]. 陳磊,游國強,馬小黎,明玥,白世磊. 兵器材料科學與工程. 2016(01)
[2]碳納米管增強鎂基復合材料彈性模量的研究進展[J]. 袁秋紅,曾效舒,劉勇,周國華,羅雷,吳俊斌. 中國有色金屬學報. 2015(01)
[3]Effect of Graphene Nanoplate and Silicon Carbide Nanoparticle Reinforcement on Mechanical and Tribological Properties of Spark Plasma Sintered Magnesium Matrix Composites[J]. Aniruddha Das,Sandip P.Harimkar. Journal of Materials Science & Technology. 2014(11)
[4]碳納米管@SiO2@Ag納米復合材料的制備及其表面增強拉曼效應[J]. 周鑫,姚愛華,周田,王德平. 無機化學學報. 2014(03)
[5]碳納米管制備方法的研究進展[J]. 張偉華,吳湘鋒. 中國粉體工業(yè). 2013(03)
[6]碳納米管表面硅納米顆粒的結構與熱穩(wěn)定性[J]. 趙冠湘,葛樹明,歐陽韜,張凱旺,易有根. 原子與分子物理學報. 2010(04)
[7]拉曼光譜在碳納米管聚合物復合材料中的應用[J]. 高云,李凌云,譚平恒,劉璐琪,張忠. 科學通報. 2010(22)
[8]模擬研究碳納米管的熱穩(wěn)定性質(zhì)[J]. 朱亞波,鮑振,蔡存金,楊玉杰. 物理學報. 2009(11)
[9]火焰法制備碳納米管的最新進展[J]. 李磊,孫保民,劉遠超. 現(xiàn)代電力. 2009(03)
[10]T4態(tài)CNTs/ZM5復合材料的研究[J]. 袁秋紅,曾效舒,戚道華. 特種鑄造及有色合金. 2007(12)
博士論文
[1]納米碳材料增強AZ91鎂基復合材料制備與性能研究[D]. 袁秋紅.南昌大學 2016
[2]粉末冶金超細晶AZ31鎂合金材料制備與力學性能研究[D]. 王辛.哈爾濱工業(yè)大學 2013
[3]碳納米管/AZ31鎂基復合材料的制備與等徑角擠壓研究[D]. 周國華.南昌大學 2010
[4]碳納米管/鎂基復合材料的制備與物性研究[D]. 李維學.蘭州理工大學 2009
碩士論文
[1]碳納米管/AZ91D鎂基復合材料的制備及性能研究[D]. 羅雷.南昌大學 2014
[2]粉末冶金法制備SiCw/AZ91復合材料研究[D]. 陳小偉.鄭州大學 2013
[3]碳納米管增強鎂基復合材料的力學性能研究[D]. 徐鶯歌.蘭州理工大學 2010
[4]碳納米管增強鎂基復合材料的制備與性能研究[D]. 楊益.國防科學技術大學 2006
[5]碳納米管改性及其在復合材料中的應用研究[D]. 曾祥兵.湖南大學 2005
本文編號:3515716
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