旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓制備CNTs-Al復合材料的強化行為研究.pdf

1、本文以7075鋁合金為基材，采用旋轉(zhuǎn)摩擦擠壓法（Rotating Friction Extrusion，RFE）成功制備了碳納米管(Carbon Nanotubes，CNTs)增強7075鋁基(CNTs/7075Al)復合材料，研究了RFE加工和熱處理對復合材料晶粒和第二相的影響，計算了平均晶粒尺寸，探討了CNTs、RFE和熱處理對復合材料中沉淀第二相析出的影響,研究了CNTs在鋁基體中分散狀態(tài)和CNTs與鋁基體發(fā)生的界面反應。得到以下

2、結(jié)論：
　　7075鋁合金經(jīng)RFE加工當攪拌棒的旋轉(zhuǎn)速度n=315r/min、擠壓速度v=0.28mm/s時可制備成形較好的CNTs/7075Al復合材料；形成了不完全再結(jié)晶晶粒，晶粒為細小的等軸晶；加入CNTs會阻礙晶界的遷移，從而進一步細化復合材料的晶粒，熱處理過程中，未完全再結(jié)晶晶粒完成了再結(jié)晶，使復合材料的晶粒變得更加細小，且晶粒為等軸晶；復合材料中CNTs分布均勻，未出現(xiàn)纏結(jié)，CNTs與7075鋁合金基體發(fā)生反應生成了A

3、l4C3相，該相包裹在CNTs的外壁上，有效的提高了CNTs和基體之間的潤濕性，有益于載荷的傳遞。
　　復合材料的固溶參數(shù)為固溶溫度480℃、固溶時間2h；復合材料的時效時間受到復合材料中CNTs含量的影響，在時效溫度為120℃時，隨著CNTs含量的增加，CNTs/7075Al復合材料的峰值硬度呈上升趨勢同時復合材料到達硬度峰值時間提前，CNTs/7075Al復合材料的硬度提高，RFE/T6態(tài)5％CNTs/7075Al復合材料的硬

4、度為191HV。該硬度與基材相比，上升了18%，與RFE/T6態(tài)7075鋁合金相比上升了7.8%。
　　7075鋁合金中沉淀第二相經(jīng)RFE和熱處理后，分布更加均勻，尺寸變得更加細小，沉淀第二相成分在RFE和熱處理過程中并沒有發(fā)生改變，都是η相。CNTs的加入導致了復合材料中沉淀第二相分散性變差，尺寸變的粗大，導致了沉淀第二相的強化效果減弱。第二相的形狀也由原來的桿狀和橢圓狀完全變成了橢圓狀，第二相成分為η相。
　　熱處理態(tài)的