攪拌摩擦加工CNTs-7075鋁基復(fù)合材料沉淀相及組織穩(wěn)定性研究.pdf

1、本文采用攪拌摩擦加工法（Friction Stir Processing，F(xiàn)SP）制備了碳納米管（Carbon Nanotubes，CNTs）增強(qiáng)7075鋁基復(fù)合材料，通過掃描電鏡（SEM）、能譜（EDS）和電子探針（EMPA）研究了加工態(tài)組織、合金元素及二次相顆粒的演化和分布規(guī)律；通過SEM、X射線衍射（XRD）和透射電鏡（TEM）研究了固溶處理對復(fù)合材料中二次相回溶及時(shí)效處理對復(fù)合材料沉淀強(qiáng)化相析出的影響，探討了CNTs添加對沉淀相

2、析出的影響；采用EBSD分析了熱處理對復(fù)合材料晶粒尺寸的影響，計(jì)算了其晶粒長大指數(shù)n；測試和比較了CNTs含量及熱處理對復(fù)合材料熱膨脹系數(shù)的影響。
　　研究結(jié)果表明，7075鋁合金在攪拌針的強(qiáng)烈機(jī)械作用下晶粒細(xì)化，以動(dòng)態(tài)再結(jié)晶組織為主，且CNTs的添加可進(jìn)一步細(xì)化晶粒，少數(shù)晶粒尺寸達(dá)到納米級；復(fù)合材料中各元素分布均勻，CNTs的團(tuán)聚隨其含量的增加而明顯。復(fù)合材料固溶處理發(fā)現(xiàn)其最佳固溶溫度為470℃，隨著固溶時(shí)間的增加，復(fù)合材料中二

3、次相顆粒逐漸減少，且在固溶處理前8h內(nèi)二次相顆粒的回溶迅速，隨后趨于平緩。復(fù)合材料固溶后經(jīng)過不同時(shí)間的時(shí)效處理，沉淀相 MgZn2數(shù)量隨時(shí)效時(shí)間的延長而增加。同時(shí)發(fā)現(xiàn)，CNTs的添加可以促進(jìn)沉淀相在CNTs破碎處形核長大，增加復(fù)合材料中沉淀相析出的速度。
　　對FSPed7075試樣和5vol.％CNTs/7075復(fù)合材料試樣進(jìn)行不同時(shí)間的固溶處理，發(fā)現(xiàn)隨著固溶時(shí)間的增加，材料的平均晶粒尺寸均有不同程度的增大。比較發(fā)現(xiàn)，CNTs的

4、添加對復(fù)合材料晶粒長大有抑制作用，且前期抑制作用較強(qiáng)，后期減弱；CNTs的添加增大了復(fù)合材料的晶粒長大指數(shù)。熱膨脹分析發(fā)現(xiàn)，復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)隨溫度的上升而變大，在同一測試條件下CNTs含量的增加能降低復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)，且復(fù)合材料的熱膨脹系數(shù)經(jīng)T6或退火熱處理后均能有效降低。
　　當(dāng)CNTs含量增加，CNTs/7075鋁基復(fù)合材料硬度升高，且CNTs的添加促進(jìn)了的時(shí)效峰值硬度時(shí)間的提前。拉伸測試表明，復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度隨CN