亚洲免费av电影一区二区三区,日韩爱爱视频,51精品视频一区二区三区,91视频爱爱,日韩欧美在线播放视频,中文字幕少妇AV,亚洲电影中文字幕,久久久久亚洲av成人网址,久久综合视频网站,国产在线不卡免费播放

        ?

        碳納米管和氧化鋁混雜增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能

        2016-11-10 01:23:17楊旭東鄒田春陳亞軍王付勝何小壘
        材料工程 2016年7期
        關(guān)鍵詞:球磨磨時(shí)間鋁粉

        楊旭東,鄒田春,陳亞軍,王付勝,何小壘

        (1 中國(guó)民航大學(xué) 中歐航空工程師學(xué)院,天津 300300;2 中國(guó)民航大學(xué) 天津市民用航空器適航與維修重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300300)

        ?

        碳納米管和氧化鋁混雜增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的制備及力學(xué)性能

        楊旭東1,鄒田春2,陳亞軍1,王付勝1,何小壘1

        (1 中國(guó)民航大學(xué) 中歐航空工程師學(xué)院,天津 300300;2 中國(guó)民航大學(xué) 天津市民用航空器適航與維修重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,天津 300300)

        采用化學(xué)氣相沉積結(jié)合機(jī)械球磨的方法制備了碳納米管(CNTs)和Al2O3顆?;祀s增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料,研究了球磨時(shí)間、Al2O3含量對(duì)復(fù)合材料組織和力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明:本方法可以獲得CNTs和Al2O3顆粒在鋁基體內(nèi)的均勻分散。隨球磨時(shí)間的增加,復(fù)合材料的硬度隨之增大;當(dāng)球磨時(shí)間為180min時(shí),復(fù)合材料硬度達(dá)純鋁的2.1倍。此外,隨Al2O3顆粒含量的增加,復(fù)合材料的硬度和壓縮屈服強(qiáng)度均不斷提高。當(dāng)Al2O3的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為4%時(shí),CNTs-Al2O3/Al復(fù)合材料的硬度達(dá)112.1HV,為純鋁的2.8倍;壓縮屈服強(qiáng)度達(dá)416MPa,為純鋁的4.6倍,說(shuō)明CNTs和Al2O3的混雜加入發(fā)揮了良好的協(xié)同增強(qiáng)效果。

        碳納米管;氧化鋁;球磨;鋁基復(fù)合材料

        鋁基復(fù)合材料具有比強(qiáng)度和比剛度高、尺寸穩(wěn)定性好、密度低、導(dǎo)熱性好、高溫性能好等優(yōu)點(diǎn),是發(fā)展高性能、輕量化結(jié)構(gòu)零件的首選材料。自1991年日本NEC公司的Iijima發(fā)現(xiàn)碳納米管(Carbon Nanotubes,CNTs)以來(lái)[1],其特異的力學(xué)和電學(xué)性能引發(fā)了世界范圍的研究熱潮。單壁CNTs的楊氏模量理論估計(jì)可高達(dá)5TPa,實(shí)驗(yàn)測(cè)得多壁CNTs的楊氏模量平均達(dá)1.8TPa,彎曲強(qiáng)度14.2GPa,抗拉強(qiáng)度約為鋼的100倍,而密度卻只有鋼的1/6[2]。因此,CNTs被認(rèn)為是強(qiáng)化相的理想形式,將其作為增強(qiáng)相制備復(fù)合材料一直是研究的熱點(diǎn)[3-5]。

        目前,關(guān)于CNTs增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究已有一些文獻(xiàn)報(bào)道[6-8],證實(shí)了CNTs作為增強(qiáng)相的可行性及巨大的發(fā)展?jié)摿?。然而,CNTs具有極大的比表面積,并且與鋁的密度、熱膨脹系數(shù)差異較大,導(dǎo)致其難以被均勻分散在基體內(nèi),這限制了CNTs/Al復(fù)合材料的發(fā)展和應(yīng)用[9]。1998年Kuzumaki等[10]通過(guò)將CNTs和鋁粉在乙醇中攪拌分散,真空干燥后熱擠壓成型,制備了CNTs/Al復(fù)合材料;該方法工藝雖然簡(jiǎn)單,但是難以解決CNTs在鋁基體上的團(tuán)聚問(wèn)題,成型的復(fù)合材料抗拉強(qiáng)度較純鋁基體反而有所下降。Zhao等[11,12]提出采用化學(xué)氣相沉積法(Chemical Vapor Deposition,CVD)在鋁粉表面原位合成CNTs,有效改善了CNTs在鋁基體上的分散性,制備所得CNTs/Al復(fù)合材料性能顯著提升。較多的研究者采用球磨結(jié)合熱擠壓成型法制備了CNTs/Al復(fù)合材料[13-16], 研究表明高能球磨可有效削減CNTs的團(tuán)聚現(xiàn)象,但是需要對(duì)球磨過(guò)程進(jìn)行合理的控制,否則容易造成CNTs結(jié)構(gòu)的損傷。近來(lái),Kwon等[17,18]將納米SiC作為第二添加相,采用球磨結(jié)合熱壓的方法,制備了CNTs-SiC/Al6061復(fù)合材料,其顯微硬度得到大幅提升,證明了“混雜增強(qiáng)”的良好效果。另一方面,關(guān)于陶瓷顆粒增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料已展開(kāi)了廣泛而深入的研究,然而采用CNTs和顆粒相混雜增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料的研究目前還鮮有報(bào)道。

        在本研究中,首先采用原位CVD的方法改善了CNTs在鋁基體上的分散性,得到CNTs/Al的復(fù)合粉末,進(jìn)而添加Al2O3顆粒進(jìn)行球磨混合,壓制—燒結(jié)—熱擠壓制備了CNTs和Al2O3混雜增強(qiáng)的鋁基復(fù)合材料。分析球磨過(guò)程中CNTs和Al2O3增強(qiáng)相分散、復(fù)合粉末形貌和物相組成的變化,研究球磨時(shí)間和Al2O3含量對(duì)復(fù)合材料微觀結(jié)構(gòu)、力學(xué)性能的影響,并探討了復(fù)合材料的增強(qiáng)機(jī)理。

        1 實(shí)驗(yàn)方法

        實(shí)驗(yàn)制備過(guò)程分為3部分:(1)將200目的鋁粉和一定質(zhì)量的Co(NO3)2·6H2O加入無(wú)水乙醇中,在60℃恒溫持續(xù)攪拌直至無(wú)水乙醇被蒸干,隨后在氫氣中還原獲得Co/Al催化劑,其中Co的含量為0.5%(質(zhì)量分?jǐn)?shù),下同);將Co/Al催化劑在600℃下,通入C2H2/Ar=20/240(mL·min-1)的混合氣體反應(yīng)15min,最后在氬氣的保護(hù)下冷卻至室溫,即采用CVD法在鋁粉表面原位合成了CNTs含量為1.5%的CNTs/Al復(fù)合粉末[19];(2)將一定含量(0%~4%)的Al2O3顆粒(平均粒徑1μm)作為第二增強(qiáng)相添加至CNTs(1.5%)/Al復(fù)合粉末中,在氬氣保護(hù)氣氛下進(jìn)行球磨混合,得到CNTs-Al2O3/Al的復(fù)合粉末;其中球磨參數(shù)為:轉(zhuǎn)速500r/min, 磨球?yàn)橹睆?mm的不銹鋼球,球料比為10∶1,控制球磨時(shí)間為0~180min;(3)在室溫和600MPa壓力下,將復(fù)合粉末冷壓初步成型,進(jìn)而在氬氣保護(hù)下在630℃燒結(jié)1h,最后在500℃以16∶1的擠壓比熱擠壓成型,得到直徑為5mm的復(fù)合材料棒材。

        采用掃描電子顯微鏡(SEM)觀察增強(qiáng)相、鋁粉形貌及粒徑變化,采用高倍透射電鏡(TEM,Tecnai G2型)觀察復(fù)合粉末中CNTs的微觀結(jié)構(gòu),采用蔡司金相顯微鏡(OM,Scope A1型)觀察復(fù)合材料棒材橫截面的金相組織,采用X射線衍射儀(XRD,D/Max-2500型)分析復(fù)合材料的物相成分。復(fù)合材料的硬度測(cè)試采用了Everone MH-6型顯微維氏硬度計(jì),加載載荷為0.98N,加載時(shí)間為5s,每個(gè)試樣取10個(gè)不同的點(diǎn)進(jìn)行測(cè)量,去掉最大值和最小值后,取其平均為硬度值。壓縮實(shí)驗(yàn)在Instron 5982型電子萬(wàn)能試驗(yàn)機(jī)上進(jìn)行,壓縮速率為0.5mm/min,壓縮試樣為圓柱體,尺寸為φ5mm×7.5mm。

        2 結(jié)果與分析

        2.1球磨時(shí)間對(duì)CNTs-Al2O3/Al 復(fù)合材料的影響

        圖1為CVD原位合成的CNTs(1.5%)/Al粉末的SEM圖,可見(jiàn)鋁粉表面已被均勻分布的CNTs完全包覆,細(xì)長(zhǎng)的CNTs 呈現(xiàn)相互纏結(jié)狀態(tài),其長(zhǎng)度在2μm以上。圖2為CVD合成CNTs的TEM圖,由圖可見(jiàn)CNTs 的管徑均勻,約為10nm,其大多為一端封閉,另一端包裹著催化劑Co納米顆粒;經(jīng)粗略統(tǒng)計(jì),合成產(chǎn)物CNTs的純度非常高,CNTs 在碳產(chǎn)物中含量高達(dá)95%以上,因此不需純化處理就可直接用來(lái)進(jìn)一步制備復(fù)合材料。

        圖1 CVD法合成CNTs(1.5%)/Al復(fù)合粉末的SEM圖片F(xiàn)ig.1 SEM image of CNTs (1.5%) /Al composite powders obtained by CVD

        圖2 CNTs的TEM圖片F(xiàn)ig.2 TEM image of CNTs

        圖3為球磨后的CNTs(1.5%)-Al2O3(1%)/Al復(fù)合粉末的SEM圖片。由圖可見(jiàn),復(fù)合粉末的粒徑的尺寸隨球磨時(shí)間的增加變化明顯。一般認(rèn)為,在球磨過(guò)程中會(huì)同時(shí)發(fā)生加工硬化和冷焊兩種相互競(jìng)爭(zhēng)的作用[20]:加工硬化會(huì)使材料延展性變差并最終導(dǎo)致顆粒的斷裂,而冷焊會(huì)使顆粒發(fā)生團(tuán)聚形成較大的尺寸。當(dāng)球磨時(shí)間較短時(shí)(60min),復(fù)合粉末的平均粒徑為50μm,顆粒呈不規(guī)則塊體,在高倍下觀察發(fā)現(xiàn)顆粒表面粗糙,由小顆粒團(tuán)聚而成。這是由于高速轉(zhuǎn)動(dòng)的球磨機(jī)帶動(dòng)鋼球,對(duì)鋁粉進(jìn)行輾壓和沖擊作用導(dǎo)致鋁粉顆粒的破碎,造成鋁粉表面的致密氧化膜破碎,從而暴露出新鮮鋁的表面, 這有利于鋁粉小顆粒間的黏結(jié)。在此過(guò)程中,增強(qiáng)相CNTs和Al2O3的分散性都將得到改善。進(jìn)一步延長(zhǎng)球磨時(shí)間至120min時(shí),冷焊作用表現(xiàn)得更加明顯,粉末的平均粒徑增大至100μm,高倍下可見(jiàn)粉末由更多小顆粒黏結(jié)而成。球磨時(shí)間為180min時(shí),復(fù)合粉末呈類(lèi)球狀,顆粒的平均粒徑達(dá)200μm,且表面光滑,這說(shuō)明斷裂破碎后鋁粉已在強(qiáng)烈的冷焊作用下良好地黏結(jié)團(tuán)聚成較大的球狀粉末。

        圖3 球磨時(shí)間對(duì)CNTs-Al2O3/Al復(fù)合粉末形貌的影響 (a),(b)60min;(c),(d)120min;(e),(f)180minFig.3 Effect of milling time on the morphology of CNTs-Al2O3/Al composite powders (a),(b)60min;(c),(d)120min;(e),(f)180min

        進(jìn)一步對(duì)經(jīng)180min球磨后的復(fù)合粉末進(jìn)行高倍觀察,結(jié)果如圖4所示。圖4(a)可見(jiàn)大部分CNTs增強(qiáng)相已嵌入到鋁基體內(nèi)部,僅有較短的CNTs 頭部裸露在鋁粉基體表面(圖4(a)中箭頭所指)。此外,增強(qiáng)相Al2O3分散較為均勻,僅在表面觀察到少量Al2O3顆粒(圖4(b)中箭頭所指)。由于原位合成的CNTs已均勻分散平鋪在鋁粉表面[19],所以經(jīng)過(guò)一定的球磨時(shí)間,鋁粉在球磨介質(zhì)的撞擊下發(fā)生大的塑變,這個(gè)過(guò)程中獲得了CNTs和Al2O3增強(qiáng)相嵌入鋁基體內(nèi)部的復(fù)合粉末。在相對(duì)較軟的鋁基體的保護(hù)下,可以使增強(qiáng)相,尤其是CNTs的完整結(jié)構(gòu)免遭破壞[21],這有利于充分發(fā)揮其增強(qiáng)效果。

        對(duì)比實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),單純加入Al2O3顆粒與鋁粉球磨混合,粉末在較短時(shí)間內(nèi)就團(tuán)聚成為非常大的顆粒。因此,一般球磨混合鋁粉和顆粒增強(qiáng)相的過(guò)程都需要加入一定量的過(guò)程控制劑(Process Control Agents,PCA)來(lái)防止粉末的過(guò)快黏結(jié),并且外加的PCA都必須考慮到去除過(guò)程。由于CNTs具有類(lèi)似石墨的性質(zhì),但是比石墨的性質(zhì)更加穩(wěn)定,而其自身也被視為良好的潤(rùn)滑劑,所以雖然本實(shí)驗(yàn)中沒(méi)有添加任何PCA,但是增強(qiáng)相CNTs在復(fù)合粉末中也起到類(lèi)似的作用[22]。尤其是經(jīng)過(guò)180min球磨后,未添加PCA的CNTs-Al2O3/Al復(fù)合粉末并未出現(xiàn)黏球和黏罐的現(xiàn)象,其出粉率較高;SEM觀察(如圖3所示)復(fù)合粉末也沒(méi)有嚴(yán)重團(tuán)聚現(xiàn)象出現(xiàn)。因此, CNTs的加入除作為增強(qiáng)相,同時(shí)發(fā)揮了PCA的作用,這樣不但簡(jiǎn)化了制備工藝(無(wú)PCA去除過(guò)程),并且避免了外加PCA對(duì)原材料的污染。

        圖4 經(jīng)180min球磨后CNTs-Al2O3/Al粉末SEM照片 (a)CNTs增強(qiáng)相;(b)Al2O3增強(qiáng)相Fig.4 SEM images of CNTs-Al2O3/Al composite powders ball-milled for 180min (a)CNTs reinforcement;(b)Al2O3 reinforcement

        圖5為球磨時(shí)間對(duì)CNTs(1.5%)-Al2O3(1%)/Al復(fù)合材料維氏硬度的影響。與初始(未經(jīng)球磨)純Al相比,經(jīng)球磨60min后得到的復(fù)合材料硬度為71.1HV,為純鋁硬度的1.8倍。隨球磨時(shí)間的進(jìn)一步延長(zhǎng),復(fù)合材料硬度隨之增大。當(dāng)球磨時(shí)間為180min時(shí),復(fù)合材料硬度最高(83.6HV),為純鋁硬度的2.1倍。這說(shuō)明球磨時(shí)間的增加可以改善增強(qiáng)相在鋁基體內(nèi)的分布,充分發(fā)揮混雜增強(qiáng)相的強(qiáng)化效果。此外,球磨時(shí)間的延長(zhǎng)對(duì)鋁基體也有一定的加工硬化效果[23]。因此,確定球磨時(shí)間為180min,進(jìn)而研究了Al2O3顆粒增強(qiáng)相含量對(duì)復(fù)合材料性能影響。

        圖5 球磨時(shí)間對(duì)復(fù)合材料的硬度影響Fig.5 Effect of milling time on the microhardness of composites

        2.2Al2O3含量對(duì)CNTs-Al2O3/Al 復(fù)合材料的影響

        圖6為球磨時(shí)間180min,Al2O3含量分別為1%和4%時(shí)CNTs-Al2O3/Al 復(fù)合材料的XRD圖譜,研究Al2O3的含量對(duì)復(fù)合材料的物相組成的影響。由圖可見(jiàn),隨Al2O3含量的增加,復(fù)合材料均只有Al峰,并未探測(cè)到A12O3或CNTs峰。這是由于CNTs和A12O3含量較低,并且經(jīng)過(guò)球磨后增強(qiáng)相大多被嵌入鋁基體內(nèi)部,難以被探測(cè)到[13]。

        圖6 CNTs-Al2O3/Al復(fù)合材料的XRD圖譜Fig.6 XRD pattern of the CNTs-Al2O3/Al composites

        進(jìn)一步研究Al2O3含量對(duì)CNTs-Al2O3/Al復(fù)合材料棒材金相組織的影響(如圖7所示),可見(jiàn)熱擠壓成型后復(fù)合材料的鋁顆粒間界面模糊,致密度良好,無(wú)明顯空洞出現(xiàn)。圖中淺色區(qū)域?yàn)殇X基體部分,深色區(qū)域?yàn)樵鰪?qiáng)相的富集區(qū)。隨著增強(qiáng)相含量增加,大塊淺色區(qū)域減少,取而代之的是彌散均勻分布的黑白質(zhì)點(diǎn)。這說(shuō)明顯微組織呈現(xiàn)了良好的均勻性,混雜增強(qiáng)相在鋁基體內(nèi)得到較好的分散。

        Al2O3含量對(duì)CNTs-Al2O3/Al復(fù)合材料維氏硬度和壓縮屈服強(qiáng)度的影響如圖8所示。當(dāng)僅加入增強(qiáng)相CNTs時(shí),CNTs(1.5%)/Al復(fù)合材料的硬度為75.6HV,壓縮屈服強(qiáng)度為148.2MPa,分別是純鋁的1.9倍和1.6倍。而隨著Al2O3第二增強(qiáng)相含量的增加,CNTs-Al2O3/Al復(fù)合材料的硬度和壓縮屈服強(qiáng)度均不斷提高。當(dāng)Al2O3的含量達(dá)到4%時(shí),復(fù)合材料的力學(xué)性能最佳,其硬度達(dá)112.1HV,為純鋁的2.8倍;壓縮屈服強(qiáng)度達(dá)416MPa,為純鋁的4.6倍。然而隨Al2O3顆粒含量的增多,復(fù)合材料的熱擠壓成型變得愈加困難,并且材料的斷裂脆性也逐步增強(qiáng)。

        本研究首先采用原位CVD法,有效解決了CNTs

        圖7 Al2O3含量對(duì)CNTs-Al2O3/Al復(fù)合材料金相組織影響 (a)1%;(b)2%;(c)3%;(d)4%Fig.7 Effect of Al2O3 content on the metallographic structure of CNTs-Al2O3/Al composites (a)1%;(b)2%;(c)3%;(d)4%

        圖8 氧化鋁含量對(duì)CNTs-Al2O3/Al復(fù)合材料硬度(a)和壓縮性能(b)的影響Fig.8 Effect of Al2O3 content on the microhardness(a) and compression properties(b) of CNTs-Al2O3/Al composites

        分散性問(wèn)題,得到CNTs均勻分布在鋁粉表面的粉末。在隨后的球磨及粉末冶金成型過(guò)程中,一方面CNTs可以作為PCA,抑制鋁粉的冷焊黏結(jié),提高Al2O3顆粒在基體內(nèi)的分散性;另一方面,基于自身優(yōu)異的力學(xué)性能,CNTs在球磨過(guò)程中被嵌入鋁粉內(nèi)部,作為協(xié)同增強(qiáng)相,和Al2O3顆粒一起承擔(dān)和傳遞載荷,顯著提升了復(fù)合材料的力學(xué)性能。此外,機(jī)械球磨造成鋁粉大的塑性變形,而增強(qiáng)相Al2O3與CNTs對(duì)鋁基體的變形具有強(qiáng)烈的阻礙作用,這將會(huì)在增強(qiáng)相與基體的界面處產(chǎn)生大量位錯(cuò),并且Al基體同Al2O3及CNTs之間的熱和幾何差異也會(huì)造成位錯(cuò)增殖[24],高的位錯(cuò)密度產(chǎn)生導(dǎo)致鋁基體發(fā)生顯著的加工硬化,從而提高了復(fù)合材料的強(qiáng)度。

        3 結(jié)論

        (1)原位CVD結(jié)合機(jī)械球磨的方法,可有效獲得增強(qiáng)相CNTs和Al2O3顆粒在鋁基體內(nèi)的均勻分散。

        (2)球磨時(shí)間的增加可以有效改善增強(qiáng)相在鋁基體內(nèi)的分布,充分發(fā)揮混雜增強(qiáng)相的強(qiáng)化效果。隨球磨時(shí)間的增加,復(fù)合材料的硬度隨之增大。當(dāng)球磨時(shí)間為180min時(shí),CNTs-Al2O3/Al復(fù)合材料硬度最高,為83.6HV,達(dá)純鋁硬度的2.1倍。

        (3)隨Al2O3含量的增加,CNTs-Al2O3/Al復(fù)合材料的硬度和壓縮屈服強(qiáng)度均不斷提高。當(dāng)Al2O3的含量達(dá)到4%時(shí),復(fù)合材料的力學(xué)性能最佳,其硬度達(dá)112.1HV,為純鋁的2.8倍;壓縮屈服強(qiáng)度達(dá)416MPa,為純鋁的4.6倍,說(shuō)明CNTs和Al2O3的混雜加入發(fā)揮了良好的協(xié)同增強(qiáng)效果。

        [1]IIJIMA S. Helical microtubules of graphitic carbon[J]. Nature, 1991, 354(6348):56-58.

        [2]楊益,楊勝良. 碳納米管增強(qiáng)金屬基復(fù)合材料的研究現(xiàn)狀及展望[J]. 材料導(dǎo)報(bào),2007, 21(5):182-184.

        YANG Y, YANG S L. Research status and development prospect of mental matrix composite reinforced by carbon nanotubes[J]. Materials Review, 2007, 21(5): 182-184.

        [3]THOSTENSON E T, REN Z, CHOU T W. Advances in the science and technology of carbon nanotubes and their composites: a review[J]. Composites Science and Technology, 2001, 61: 1899-1912.

        [4]COLEMAN J N, KHAN U, BLAU W J, et al. Small but strong: a review of the mechanical properties of carbon nanotube-polymer composites[J]. Carbon, 2006, 44: 1624-1652.

        [5]NEUBAUER E, KITZMANTEL M, HULMAN M, et al. Potential and challenges of metal-matrix-composites reinforced with carbon nanofibers and carbon nanotubes[J]. Composites Science and Technology, 2010, 70: 2228-2236.

        [6]鐘蓉,叢洪濤,成會(huì)明,等. 單壁納米碳管增強(qiáng)納米鋁基復(fù)合材料的制備[J]. 材料研究學(xué)報(bào),2002,16(4): 344-348.

        ZHONG R, CONG H T, CHENG H M, et al. Preparation of SWNTs/nano-Al composites[J]. Chinese Journal of Materials Research, 2002, 16(4): 344-348.

        [7]BAKSHI S R, LAHIRI D, AGARWAL A. Carbon nanotube reinforced metal matrix composites-a review[J]. International Materials Reviews, 2010, 55(1):41-64.

        [8]JIANG L, LI Z, FAN G, et al. The use of flake powder metallurgy to produce carbon nanotube (CNT)/aluminum composites with a homogenous CNT distribution[J]. Carbon, 2012, 50: 1993-1998.

        [9]BAKSHI S R, AGARWAL A. An analysis of the factors affecting strengthening in carbon nanotube reinforced aluminum composites[J]. Carbon, 2011, 49: 533-544.

        [10]KUZUMAKI T, MIYAZAWA K, ICHINOSE H, et al. Processing of carbon nanotube reinforced aluminum composite[J]. Journal of Materials Research, 1998, 13: 2445-2449.

        [11]HE C N, ZHAO N Q, SHI C S, et al. An approach to obtaining homogeneously dispersed carbon nanotubes in Al powders for preparing reinforced Al-matrix composites[J]. Advanced Materials, 2007, 19: 1128-1132.

        [12]YANG X D, SHI C S, HE C N, et al. Synthesis of uniformly dispersed carbon nanotube reinforcement in Al powder for preparing reinforced Al composites[J]. Composites Part A, 2011, 42: 1833-1839.

        [13]ESAWI A, MORSI K, SAYED A, et al. Effect of carbon nanotube (CNT) content on the mechanical properties of CNT-reinforced aluminium composites[J]. Composites Science and Technology, 2010, 70: 2237-2241.

        [14]ESAWI A, MORSI K, SAYED A, et al. The influence of carbon nanotube (CNT) morphology and diameter on the processing and properties of CNT-reinforced aluminium composites[J]. Composites Part A, 2011, 42: 234-243.

        [15]DENG C F, WANG D Z, ZHANG X X, et al. Processing and properties of carbon nanotubes reinforced aluminum composites[J]. Materials Science and Engineering: A, 2007, 444(1-2): 138-145.

        [16]陳亞光,蔡曉蘭,王開(kāi)軍,等. 高能球磨法制備的CNTs/Al-5%Mg復(fù)合材料的力學(xué)性能及斷裂特性[J].材料工程,2014, (11): 55-61.

        CHEN Y G, CAI X L, WANG K J, et al. Mechanical properties and fracture feature of CNTs/Al-5%Mg composite prepared by high-energy ball milling[J], Journal of Materials Engineering, 2014, (11): 55-61.

        [17]KWON H, CHO S, LEPAROUX M, et al. Dual-nanoparticulate-reinforced aluminum matrix composite materials[J]. Nanotechnology, 2012, 23(22): 225704.

        [18]KWON H, SAARNA M, YOON S, et al. Effect of milling time on dual-nanoparticulate-reinforced aluminum alloy matrix composite materials[J]. Materials Science and Engineering: A, 2014, 590: 338-345.

        [19]YANG X D, LIU E Z, SHI C S, et al. Fabrication of carbon nanotube reinforced Al composites with well-balanced strength and ductility[J]. Journal of Alloys and Compounds, 2013, 563: 216-220.

        [20]SURYANARAYANA C. Mechanical alloying and milling[J]. Progress in Materials Science, 2001, 46(1-2): 1-184.

        [21]ESAWI A, MORSI K. Dispersion of carbon nanotubes (CNTs) in aluminum powder[J]. Composites, 2007, 38: 646-650.

        [22]WANG L, CHOI H, MYOUNG J, et al. Mechanical alloying of multi-walled carbon nanotubes and aluminium powders for the preparation of carbon/metal composites[J]. Carbon, 2009, 47: 3427-3433.

        [23]ESAWI A, MORSI K, SAYED A, et al. Fabrication and properties of dispersed carbon nanotube-aluminum composites[J]. Materials Science and Engineering: A, 2009, 508(1): 167-173.

        [24]GEORGE R, KASHYAP K, RAHUL R, et al. Strengthening in carbon nanotube/aluminium (CNT/Al) composites[J]. Scripta Materialia, 2005, 53: 1159-1163.

        Fabrication and Mechanical Properties of Aluminum Matrix Composites Reinforced with Carbon Nanotubes and Alumina

        YANG Xu-dong1,ZOU Tian-chun2,CHEN Ya-jun1,WANG Fu-sheng1,HE Xiao-lei1

        (1 Sino-European Institute of Aviation Engineering,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China;2 Tianjin Key Laboratory of Civil Aircraft Airworthiness and Maintenance,Civil Aviation University of China,Tianjin 300300,China)

        The Al composites reinforced by carbon nanotubes (CNTs) and Al2O3particles were fabricated by chemical vapor deposition (CVD) and ball milling method. The effect of milling time and Al2O3content on the microstructure and mechanical properties of composites was studied. The results show that the uniform dispersion of CNTs and Al2O3reinforcements in the Al matrix can be achieved by using this method. As the milling time increases, the microhardness of composite increases. When the milling time is 180min, the microhardness of composites reaches 2.1 times of pure Al. In addition, the microhardness and compressive yield stress of CNTs-Al2O3/Al composites both increase as the Al2O3content increases. When the mass fraction of CNT reaches 4%, the microhardness and compressive yield stress of CNTs-Al2O3/Al composites are 112.1HV and 426MPa, which are the 2.8 and 4.6 times as large as that of pure Al, respectively. The results indicate that the hybrid addition of CNTs and Al2O3play good synergic enhanced effect.

        carbon nanotubes;alumina;ball milling;Al matrix composite

        10.11868/j.issn.1001-4381.2016.07.012

        TB331

        A

        1001-4381(2016)07-0067-06

        國(guó)家自然科學(xué)基金(51301198);中央高?;究蒲袠I(yè)務(wù)費(fèi)中國(guó)民航大學(xué)專(zhuān)項(xiàng)(3122014H005);中國(guó)民航大學(xué)天津市民用航空器適航與維修重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室開(kāi)放基金資助(CAAM01)

        2015-02-01;

        2016-03-15

        楊旭東(1985-),男,講師,博士,從事鋁合金及鋁基復(fù)合材料研究,聯(lián)系地址:天津市東麗區(qū)中國(guó)民航大學(xué)北院中歐航空工程師學(xué)院(300300),E-mail:xdyangtj@163.com

        猜你喜歡
        球磨磨時(shí)間鋁粉
        納米鋁粉的反應(yīng)性研究進(jìn)展及趨勢(shì)
        球磨時(shí)間對(duì)石墨烯復(fù)合材料電化學(xué)性能的影響
        球磨時(shí)間對(duì)再生料硬質(zhì)合金性能的影響
        山東冶金(2022年4期)2022-09-14 08:59:00
        粉磨對(duì)粉煤灰綜合性能影響研究
        廣東建材(2022年1期)2022-01-28 15:08:18
        納米鋁粉對(duì)RDX基炸藥爆速的影響
        火工品(2019年1期)2019-04-29 03:03:44
        球磨時(shí)間對(duì)鉬鎢合金粉物理性能及燒結(jié)特性的影響
        超聲波輔助球磨納米MnxMg1—xFe2O4的制備和表征
        選礦過(guò)程球磨自動(dòng)控制系統(tǒng)設(shè)計(jì)探討
        基于20 L球形爆炸裝置的微米級(jí)鋁粉爆炸特性實(shí)驗(yàn)
        漿料的制備工藝對(duì)提高泡沫陶瓷掛漿效果的研究
        国产视频在线一区二区三区四区| 伊人精品久久久久中文字幕| 欧美寡妇xxxx黑人猛交| 国产午夜成人久久无码一区二区| 最新手机国产在线小视频| 日本女优久久精品观看| 精品无码久久久久久久久| 看全色黄大色大片免费久久| 午夜亚洲AV成人无码国产| 2021国产精品国产精华| 欧美三级不卡视频| 国产香蕉一区二区三区| 青青草成人免费在线视频| 精品国产av一区二区三区| 亚洲精品久久久久中文字幕二区| 色yeye在线观看| 91久久香蕉国产熟女线看| 亚洲av网一区二区三区| 免费观看又色又爽又湿的视频| 国产精品一区高清在线观看| 亚洲女同av一区二区在线观看| 久久婷婷综合缴情亚洲狠狠| 色 综合 欧美 亚洲 国产| 人妻久久999精品1024| 日本一区二区午夜视频| 一区二区和激情视频| 亚洲妇女无套内射精| 99久久国产露脸精品竹菊传媒| 亚洲综合伦理| 伊人久久亚洲精品中文字幕| 美女高潮黄又色高清视频免费| 久久99精品久久久久久野外| 国产一区二区黑丝美女| 精品人妻码一区二区三区红楼视频| 男人和女人做爽爽视频| 日本高清www午色夜高清视频| 国内揄拍国内精品少妇国语| 久久国产精品老女人| 国产一区二区三区av香蕉| 亚洲一区二区在线观看网址 | 欧美成人片一区二区三区|