網(wǎng)狀(CNTs+SiCw)-2024Al基復(fù)合材料的制備與性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的鋁基復(fù)合材料追求增強(qiáng)體在基體中的均勻分布，破壞了基體的完整性，限制了基體良好塑性的發(fā)揮。為解決上述問(wèn)題，本文設(shè)計(jì)制備了增強(qiáng)體呈現(xiàn)網(wǎng)狀分布的新型復(fù)合材料。本文以2024Al粉、CNTs、SiCw為原料，采用熱壓燒結(jié)法制備了增強(qiáng)體呈網(wǎng)狀分布的鋁基復(fù)合材料。選取最優(yōu)的燒結(jié)態(tài)復(fù)合材料進(jìn)行了熱擠壓變形和固溶時(shí)效處理，提高材料的致密度和力學(xué)性能。利用OM、SEM、XRD、TEM等方法分析了燒結(jié)態(tài)、擠壓態(tài)和時(shí)效態(tài)復(fù)合材料的基體組織、增強(qiáng)體的分布

2、狀態(tài)和界面結(jié)合狀態(tài)；利用拉伸力學(xué)性能試驗(yàn)評(píng)價(jià)了不同狀態(tài)復(fù)合材料的力學(xué)性能，并結(jié)合斷裂形貌和裂紋擴(kuò)展路徑分析網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)和增強(qiáng)體對(duì)復(fù)合材料強(qiáng)韌化機(jī)制的影響；利用摩擦磨損試驗(yàn)分析常溫下不同載荷時(shí)不同狀態(tài)復(fù)合材料的磨損率和摩擦系數(shù)，揭示磨損特性與載荷和材料狀態(tài)的關(guān)系，結(jié)合磨痕表面形貌，解釋復(fù)合材料的磨損機(jī)理。
　　采用混合酸處理得到均勻分散的CNTs，并通過(guò)機(jī)械攪拌得到了CNTs、SiCw和2024Al粉均勻混合粉料，采用熱壓燒結(jié)的方法得到

3、了不同體積分?jǐn)?shù)的燒結(jié)態(tài)復(fù)合材料。不同體積分?jǐn)?shù)增強(qiáng)體的復(fù)合材料組織表明，隨著體積分?jǐn)?shù)的增加，網(wǎng)狀結(jié)構(gòu)更加明顯，但是團(tuán)聚嚴(yán)重，與基體浸潤(rùn)差。然后對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行熱擠壓變形處理，擠壓前后組織表明，增強(qiáng)體沿?cái)D壓方向定向分布，復(fù)合材料缺陷減少，與基體結(jié)合性提高，生成了更多的Al4C3。對(duì)復(fù)合材料進(jìn)行固溶時(shí)效處理表明，基體晶粒得到了細(xì)化，生成的CuAl2相大部分在亞晶界周?chē)?br>　　室溫拉伸實(shí)驗(yàn)表明，1％CNTs+5%SiCw體系的燒結(jié)態(tài)復(fù)合材料

4、強(qiáng)度最高，為218MPa。熱擠壓后復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和延伸率提高到338MPa、6.1%；時(shí)效后強(qiáng)度提高到426MPa，延伸率略有降低。高溫拉伸實(shí)驗(yàn)表明，擠壓態(tài)和時(shí)效態(tài)在250℃以前強(qiáng)度降低緩慢，到達(dá)300℃時(shí)，強(qiáng)度急劇下降，塑性提高；隨著溫度的升高，時(shí)效提高強(qiáng)度的效果變差。
　　摩擦磨損實(shí)驗(yàn)表明，燒結(jié)態(tài)材料在室溫不同載荷下（2、4、8、12N）的磨損率低于燒結(jié)態(tài)2024Al合金。擠壓態(tài)與燒結(jié)態(tài)相比，磨損率降低，摩擦系數(shù)升高，12