碳纳米管增强am60镁基复合材料的研究

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1、摘要本文在氩气保护下，采用机械搅拌铸造法制备化学包覆镍碳纳米管(Ni．CCNTs)／AM60复合材料和Ni．CCNTs／Mg．1Zn．0．25Mn-xnl(0，1，3，5，8，lO)复合材料。测试复合材料常温和高温机械性能，并利用金相显微镜、x射线衍射仪、扫描电子显微镜(SEM)和能谱分析(EDS)等分析测试手段研究了复合材料的显微组织、断口形貌特征等，着重研究了Ni．CCNTs和砧含量对复合材料常温和高温机械性能的影响规律，以及复合材料显微组织变化。研究结果表明：Ni．CCNTs的加入能显著提高CNTs／AM60复合材料常温

2、和高温机械性能，其变化规律都是先增大，达到最大值，然后减小。常温下，当Ni．CCNTs加入量为1．0％时，抗拉强度、延伸率和显微硬度都达到最大值，而杨氏弹性模量的峰值出现在加入量为1．2％时。高温条件下，Ni．CCNTs／AM60复合材料抗拉强度显著下降，延伸率提高，其抗拉强度和延伸率最大值出现在化学包覆镍CNTs加入量为1．2％和O．8％时，分别比基体提高了34．90％和76．73％。Ni．CCNTs主要分布在晶界处，起到细化晶粒组织以及强化晶粒、晶界的作用。复合材料断裂方式主要由韧窝和撕裂棱组成，表现出韧性断裂的特征。在Z

3、n和Ni．CCNTs含量(1．0％)不变的情况下，随着铝含量的增加，Ni．CCNTs／Mg-1Zn-xAl复合材料室温抗拉强度先增加，达到最大值后又下降，但显微硬度值则一直增大。Ni．CCNTs／Mg．1Zn．xAl复合材料的高温强度和室温下的变化规律相似，但高温延伸率则随着烈含量的增加而一直下降。同时，趾含量的增加使得复合材料中初生相a．Mg数量减少，而晶界处All2Mgl7相增多，并变得更加连续，且晶粒明显变细。关键词：化学包覆镍碳纳米管(Ni．CCNTs)；镁基复合材料；机械性能；微观组织；高温性能。AbstractAB

4、STRACTNl—coatedcarbonnanotubes(Ni—CCNTs)／AM60compositesandNi-CCNTs／Mg·1Zn-0．25Mn—xAl(0，1，3，5，8，10)compositeswerefabricatedbystirringcastingmethodundertheprotectionofAt．Themechanicalpropertiesofthecompositeswhichwereunderthestateofas—castandhightemperatureweretested．

5、Themicrostructurewasinvestigated、航thopticalmicroscopyandtestedbyX-raydiffraction．nlefractographycharacteristicsofthecompositeswereobservedbyscanningelectronmicroscopy(SEM)andenergyspectrumanalysis(EDS)．Theeffectrulesofroom-temperaturemechanicalpropertiesandelevatedt

6、emperaturepropertiesofcompositeswhenenhancingthemassfractionofNi—coatedCNTsadditionwereinvestigatedemphatically．Atthesametime，thechangeofmicrostructurewasstudied．Theresultsshowedthat：theadditionofNi-coatedCNTScouldsignificantlyenha-neethemechanicalpropertiesofNi-CCN

7、Ts／AM60composites，therulesofwhichwerealwaysenhancing，thenreachingthemaximum，anddroppingatlast．Underthestateofas-cast,whentheadditionofNi—coatedCNTsWas1．0wt％，thetensilestrength,micro—hardnessandtheductilityreachedthemaximum，whiletheadditionofNi—coatedCNTswere1．2wt％，t

8、heelasticmodulusreachedthepeakvaluerespectively．Underthestateofhightemperature，thetensilestrengthdeclinedremarkably,andtheductilityenhance