發(fā)布時間：2021-11-03 19:29

　　采用攪拌摩擦加工法制備CNTs/7075鋁基復合材料,測量并分析加工態(tài)、熱處理態(tài)試樣的熱膨脹系數(shù),并分別用ROM、Turner和Schapery模型進行理論計算。結果表明:攪拌摩擦加工后材料的晶粒細小,CNTs的添加能進一步細化晶粒。CNTs/7075復合材料的熱膨脹系數(shù)低于退火態(tài)和攪拌摩擦加工后7075鋁合金試樣的,說明攪拌摩擦加工對材料晶粒的細化及CNTs的加入可以有效地約束基體材料的熱膨脹,且隨著CNTs含量的增加,復合材料的線膨脹系數(shù)呈減小趨勢。后續(xù)熱處理對CNTs/7075復合材料的熱膨脹系數(shù)也有影響,退火和固溶時效處理均可以降低該復合材料的熱膨脹系數(shù)。理論計算發(fā)現(xiàn),Turner模型計算得到的熱膨脹系數(shù)預測值最接近于實測值。 

【文章來源】：中國有色金屬學報. 2017,27(02)北大核心EICSCD

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

鋁合金母材顯微組織

7075鋁合金原始組織，圖2所示為攪拌摩擦加工后7075鋁合金試樣(FSPed)和CNTs/7075鋁基復合材料通過EBSD呈現(xiàn)的晶粒分布形態(tài)。由圖1和圖2對比中可知，7075鋁合金在攪拌摩擦加工過程中由于受到攪拌頭強烈的破碎作用，晶粒得到細化。對晶粒尺寸進行統(tǒng)計，結果表明FSPed試樣和CNTs/7075試樣的平均晶粒大小分別為2.5μm和1.2μm左右，且CNTs/7075復合材料中存在部分超細晶，晶粒尺寸在0.1~1μm之間。由此可見，CNTs的添加進一步細化了復合材料的晶粒。圖17075鋁合金母材顯微組織Fig.1Microstructureof7075aluminiumalloy圖2CNTs/7075鋁基復合材料EBSD晶粒分布圖Fig.2DistributiondiagramsofCNTs/7075compositebyEBSD:(a)7075-FSPed;(b)5%CNTs/7075composite

第27卷第2期劉奮成，等：攪拌摩擦加工CNTs/7075鋁基復合材料熱膨脹性能253圖3所示為FSPed試樣和CNTs/7075鋁基復合材料的SEM像。由圖3(a)中可以看出，7075鋁合金經(jīng)攪拌摩擦加工后細化的晶界處出現(xiàn)二次相顆粒，圖3(b)由于晶粒過于細小，晶界處二次相難以觀察，但整個圖中存在大量的二次相顆粒。由圖3(a)中還可以看到母材中大顆粒難溶二次相在FSP過程中被攪碎分散在基體中，在熱處理過程中攪碎的二次相更易回溶形成更充足的過飽和固溶體，在時效過程中完全析出對基體起進一步強化作用。圖3加工態(tài)試樣的SEM像Fig.3SEMimagesofas-producedsamples:(a)7075-FSPed;(b)CNTs/7075composite2.2CNTs/7075復合材料線膨脹性能圖4所示為退火態(tài)7075鋁合金、攪拌摩擦加工后7075試樣以及不同體積分數(shù)CNTs增強鋁基復合材料的熱膨脹系數(shù)隨著溫度的變化曲線。由圖4中可看出，各試樣的熱膨脹系數(shù)都隨著溫度的升高而變大，但攪拌摩擦加工后的7075試樣和CNTs/7075鋁基復合材料的熱膨脹系數(shù)明顯低于退火態(tài)7075鋁合金基材的熱膨脹系數(shù)，同時隨著CNTs含量的增加，復合材料的線膨脹系數(shù)呈現(xiàn)減小趨勢，這說明攪拌摩擦加工和增強相CNTs的添加均能夠有效地降低材料的熱膨脹性能。熱膨脹是固體材料受熱后晶格點陣的非簡諧振動加劇而引起的容積膨脹。對復合材料而言，材料的熱圖47075-O、7075-FSPed和CNTs/7075的熱膨脹系數(shù)隨溫度變化曲線Fig.4Variationofthermalexpansioncoefficientof7075-O，7075-FSPedandCNTs/7075compositesampleswiththetemperature膨脹系數(shù)(CTE)是由基體的熱膨脹系數(shù)、增強相的熱膨脹系數(shù)以及增強體通過基體與增強體界面對基體的制約程度決定的[11]。隨著溫度升高，一方面，鋁合金的熱膨脹系數(shù)隨著溫度的升高而增大，另一方?

【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]電子封裝用SiCp/Cu復合材料的微觀組織與性能研究[D]. 王常春.山東大學 2007

碩士論文
[1]碳納米管增強鋁基復合材料擠壓線材的性能研究[D]. 熊其平.南昌航空大學 2014



本文編號：3474220