采用旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓加工方法制備體積分?jǐn)?shù)分別為0、3.8%、4.5%和5.3%（體積分?jǐn)?shù)）的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料線材,進(jìn)行復(fù)合材料線材顯微組織觀察和力學(xué)、電學(xué)性能分析。結(jié)果表明:經(jīng)旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓后,復(fù)合材料線材的晶粒較攪拌摩擦加工試樣有所拉長和長大,但仍為超細(xì)晶結(jié)構(gòu);復(fù)合材料線材中的碳納米管沿著擠壓方向呈取向排列均勻分布于鋁基體中。隨著碳納米管體積分?jǐn)?shù)的增加,復(fù)合材料線材的顯微硬度、抗拉強(qiáng)度以及電阻率均逐漸增加,且均高于同CNTs體積分?jǐn)?shù)的攪拌摩擦加工塊體復(fù)合材料試樣,但塑性有所降低。 

【文章來源】：中國有色金屬學(xué)報(bào). 2017,27(01)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：6 頁

【圖文】：

碳納米管TEM像

114中國有色金屬學(xué)報(bào)2017年1月圖25.3%CNTs/Al復(fù)合材料塊體和線材的TEM像Fig.2TEMimagesofFSPblocklikesample(a)andRFEPwirelikesample(b)of5.3%CNTs/Alcomposite圖3CNTs/Al復(fù)合材料線材中部分CNTs分布Fig.3DistributionofCNTsinwirecompositesampleCNTs向著唯一出口即擠壓頭中間的出口定向流動。此過程的連續(xù)進(jìn)行可在一定程度上實(shí)現(xiàn)部分CNTs在基體金屬中的取向排列。2.2CNTs/Al復(fù)合材料線材的力學(xué)性能圖4所示為FSP和RFEP制備的復(fù)合材料塊狀試樣和線材顯微硬度分布圖。從圖4中看出，F(xiàn)SP塊體復(fù)合材料復(fù)合區(qū)的顯微硬度以及復(fù)合材料線材縱截面的顯微硬度均隨著CNTs含量的增加而增加。CNTs含量為5.3%時(shí)，CNTs/Al復(fù)合材料線材平均顯微硬度為64.0HV，較塊體復(fù)合材料復(fù)合區(qū)的平均顯微硬度略有提高。但是從二者硬度分布曲線來看，塊體復(fù)合材料復(fù)合區(qū)的顯微硬度波動較明顯，且隨著CNTs量的增加，波動愈加劇烈；同時(shí)，發(fā)現(xiàn)越靠近復(fù)合區(qū)邊緣顯微硬度增加，這說明此區(qū)域可能存在CNTs的局部團(tuán)聚現(xiàn)象。而復(fù)合材料線材縱截面的顯微硬度無明顯波動現(xiàn)象，這說明復(fù)合材料經(jīng)過旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓后，CNTs在鋁基體中的分布均勻性得到進(jìn)一步改善，CNTs團(tuán)聚現(xiàn)象有所減小，分布更均勻。圖4CNTs/Al復(fù)合材料塊體和線材的顯微硬度分布Fig.4MicrohardnessdistributioncurvesofFSPcompositeblock(a)andRFEPcompositewire(b)containingdifferentvolumefractionsofCNTs圖5所示為不同CNTs含量CNTs/Al復(fù)合材料FSP塊體材料和RFEP線材室溫拉伸測試結(jié)果。由圖5中可以看出，隨著CNTs含量的增加復(fù)合材料線材的抗拉強(qiáng)度呈逐漸增加的趨勢，且CNTs含量相同時(shí)，RFEP線材試樣的抗拉強(qiáng)度均高于FSP塊體復(fù)合材料試樣的。以CNTs含量為5.3%試樣為例，RFEP復(fù)合材料線材的拉伸強(qiáng)?

114中國有色金屬學(xué)報(bào)2017年1月圖25.3%CNTs/Al復(fù)合材料塊體和線材的TEM像Fig.2TEMimagesofFSPblocklikesample(a)andRFEPwirelikesample(b)of5.3%CNTs/Alcomposite圖3CNTs/Al復(fù)合材料線材中部分CNTs分布Fig.3DistributionofCNTsinwirecompositesampleCNTs向著唯一出口即擠壓頭中間的出口定向流動。此過程的連續(xù)進(jìn)行可在一定程度上實(shí)現(xiàn)部分CNTs在基體金屬中的取向排列。2.2CNTs/Al復(fù)合材料線材的力學(xué)性能圖4所示為FSP和RFEP制備的復(fù)合材料塊狀試樣和線材顯微硬度分布圖。從圖4中看出，F(xiàn)SP塊體復(fù)合材料復(fù)合區(qū)的顯微硬度以及復(fù)合材料線材縱截面的顯微硬度均隨著CNTs含量的增加而增加。CNTs含量為5.3%時(shí)，CNTs/Al復(fù)合材料線材平均顯微硬度為64.0HV，較塊體復(fù)合材料復(fù)合區(qū)的平均顯微硬度略有提高。但是從二者硬度分布曲線來看，塊體復(fù)合材料復(fù)合區(qū)的顯微硬度波動較明顯，且隨著CNTs量的增加，波動愈加劇烈；同時(shí)，發(fā)現(xiàn)越靠近復(fù)合區(qū)邊緣顯微硬度增加，這說明此區(qū)域可能存在CNTs的局部團(tuán)聚現(xiàn)象。而復(fù)合材料線材縱截面的顯微硬度無明顯波動現(xiàn)象，這說明復(fù)合材料經(jīng)過旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓后，CNTs在鋁基體中的分布均勻性得到進(jìn)一步改善，CNTs團(tuán)聚現(xiàn)象有所減小，分布更均勻。圖4CNTs/Al復(fù)合材料塊體和線材的顯微硬度分布Fig.4MicrohardnessdistributioncurvesofFSPcompositeblock(a)andRFEPcompositewire(b)containingdifferentvolumefractionsofCNTs圖5所示為不同CNTs含量CNTs/Al復(fù)合材料FSP塊體材料和RFEP線材室溫拉伸測試結(jié)果。由圖5中可以看出，隨著CNTs含量的增加復(fù)合材料線材的抗拉強(qiáng)度呈逐漸增加的趨勢，且CNTs含量相同時(shí)，RFEP線材試樣的抗拉強(qiáng)度均高于FSP塊體復(fù)合材料試樣的。以CNTs含量為5.3%試樣為例，RFEP復(fù)合材料線材的拉伸強(qiáng)?

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
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本文編號：3567196