網狀(CNTs+SiCw)-2024Al基復合材料的制備與性能研究.pdf

1、傳統(tǒng)的鋁基復合材料追求增強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。為解決上述問題，本文設計制備了增強體呈現(xiàn)網狀分布的新型復合材料。本文以2024Al粉、CNTs、SiCw為原料，采用熱壓燒結法制備了增強體呈網狀分布的鋁基復合材料。選取最優(yōu)的燒結態(tài)復合材料進行了熱擠壓變形和固溶時效處理，提高材料的致密度和力學性能。利用OM、SEM、XRD、TEM等方法分析了燒結態(tài)、擠壓態(tài)和時效態(tài)復合材料的基體組織、增強體的分布

2、狀態(tài)和界面結合狀態(tài)；利用拉伸力學性能試驗評價了不同狀態(tài)復合材料的力學性能，并結合斷裂形貌和裂紋擴展路徑分析網狀結構和增強體對復合材料強韌化機制的影響；利用摩擦磨損試驗分析常溫下不同載荷時不同狀態(tài)復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)的關系，結合磨痕表面形貌，解釋復合材料的磨損機理。
　　采用混合酸處理得到均勻分散的CNTs，并通過機械攪拌得到了CNTs、SiCw和2024Al粉均勻混合粉料，采用熱壓燒結的方法得到

3、了不同體積分數(shù)的燒結態(tài)復合材料。不同體積分數(shù)增強體的復合材料組織表明，隨著體積分數(shù)的增加，網狀結構更加明顯，但是團聚嚴重，與基體浸潤差。然后對復合材料進行熱擠壓變形處理，擠壓前后組織表明，增強體沿擠壓方向定向分布，復合材料缺陷減少，與基體結合性提高，生成了更多的Al4C3。對復合材料進行固溶時效處理表明，基體晶粒得到了細化，生成的CuAl2相大部分在亞晶界周圍。
　　室溫拉伸實驗表明，1％CNTs+5%SiCw體系的燒結態(tài)復合材料

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