原位合成CNTs增強Al-Cu基復合材料及其力學性能.pdf

1、碳納米管（CNTs）因其特殊的納米結構，以及優(yōu)良的物理、化學和力學性能，被認為是金屬基復合材料的理想增強相之一。但CNTs增強金屬基復合材料仍然面臨一些關鍵問題，如CNTs在金屬基體中的分散困難、與基體的界面結合差、以及加工過程中化學性質不穩(wěn)定。此外對CNTs增強鋁合金基復合材料目前的研究還較少，尤其是在CNTs對可熱處理鋁合金的固溶時效影響的研究方面。本文在課題組前期工作的基礎上，原位合成了CNTs增強Al-Cu合金基復合材料，并探究

2、了CNTs對Al-Cu合金熱處理的影響。
　　采用原位生長法，即浸漬催化劑+煅燒還原+化學氣相沉積的方法，在純鋁基體表面原位生長出CNTs。利用短時間的球磨，實現(xiàn)CNTs在鋁基體中的均勻分散。然后利用浸漬-還原的方法在CNTs/Al復合粉末表面沉積了納米Cu顆粒，經(jīng)過球磨可使納米Cu顆粒實現(xiàn)在基體中的進一步分散。
　　利用冷壓燒結—熱擠壓和真空熱壓燒結—熱擠壓這兩種粉末冶金工藝制備CNTs/Al-Cu復合材料，研究了復合材料

3、中CNTs對Al-Cu熱處理前后顯微組織、硬度和拉伸性能的影響。通過XRD、SEM等手段的表征，確定合金化發(fā)生在燒結過程中，該過程后Cu相完全轉化為Al2Cu相。CNTs對Al-Cu合金的時效過程有很大的促進作用。T6熱處理峰時效時間由加入CNTs前的9h縮短為加入后的3h。在拉伸性能方面，2.5wt.％ CNTs/Al-Cu復合材料相比Al-Cu合金抗拉強度提高了35.4%，經(jīng)過T6熱處理后，抗拉強度相對熱處理前又有20.4%的增加。