擠壓鑄造CNTs+SiCw-6061Al復合材料的制備與性能研究.pdf

1、本文采用擠壓鑄造法制備碳化硅晶須與碳納米管混雜增強6061Al復合材料，并對復合材料進行熱擠壓變形。采用金相顯微鏡（OM）、SEM、XRD分析了復合材料顯微組織和物相組成，采用差式掃描量熱法（DSC）測試分析了碳納米管與鋁的反應條件，測試了復合材料的壓縮性能、拉伸性能、摩擦磨損性能、熱膨脹系數(shù)和阻尼特性。
　　SEM觀察表明預制塊中碳納米管和碳化硅晶須分布均勻，擠壓鑄造法實現(xiàn)了預制塊的良好浸滲，OM分析表明，鑄態(tài)復合材料中存在夾鋁

2、帶、未完全浸滲金屬區(qū)和孔洞，熱擠壓后夾鋁帶和未完全浸滲區(qū)沿擠壓方向拉長，孔洞減少，增強體分布更均勻。
　　在鋁合金熔化溫度以上和以下溫度，碳納米管都與鋁基體發(fā)生界面反應，生成 Al4C3。鋁合金熔化條件下碳納米管與6061Al的反應激活能大于與2024Al合金的激活能。低于熔化溫度下界面反應可控，在580°C保溫65min條件下后界面結(jié)合狀態(tài)改善，同時碳納米管損傷不明顯。
　　常溫下干摩擦磨損試驗表明，外加載荷對材料的磨擦系

3、數(shù)影響不明顯，載荷增大摩擦系數(shù)緩慢降低；載荷增大磨損率急劇增大。熱擠壓態(tài)復合材料經(jīng)不同熱處理對其摩擦磨損性能有較大程度的影響，保溫處理的材料有最好的摩擦磨損性能。保溫態(tài)和保溫＋時效態(tài)的復合材料耐摩擦磨損性能大幅優(yōu)于時效處理的6061Al。復合材料的磨損機理，可以分為輕微磨損階段、機械混合層形成階段（黏著、氧化磨損為主）和機械混合層剝落三個階段。
　　熱擠壓態(tài)復合材料經(jīng)過保溫和時效處理后壓縮強度和抗拉強度顯著提高，同時壓縮率或斷裂延

4、伸率也提高；斷口觀察表明，熱擠壓態(tài)、保溫態(tài)和保溫＋時效態(tài)復合材料斷口中碳納米管團聚區(qū)減少、碳納米管與基體界面脫粘減弱，與此同時碳納米管斷裂數(shù)量增多、韌窩數(shù)量增大，這說明碳納米管與鋁基體界面結(jié)合強度提高是導致其力學性能改善的主要原因
　　碳納米管團聚情況不同的A、B復合材料熱膨脹規(guī)律不同。鑄態(tài) A材料中碳納米管團聚較多，保溫處理后熱膨脹系數(shù)降低；熱擠壓態(tài) B材料中碳納米管團聚較少，進一步保溫處理后熱膨脹系數(shù)升高；
　　熱擠壓、