文档介绍：兰州理工大学
硕士学位论文
碳纳米管增强镁基复合材料的力学性能研究
姓名:徐莺歌
申请学位级别:硕士
专业:凝聚态物理
指导教师:李维学
20100501
摘要/、//、/疭以忆⒎治隽斯丶ひ本文全面综述了国内外镁基复合材料的研究进展,研究了碳纳米管增强镁基复合材料的制备、力学性能及强化机理等问题。主要研究结果如下:为了改善碳纳米管与镁基体之间的相容性,本实验对碳纳米管进行了表面镀镍处理。以镀覆镍层的碳纳米管及强度好且易于在熔体中分散的帕W魑T强相,以纯及作为基体。采用全液态搅拌铸造法制备了四种复合材料的参数对材料力学性能的影响,确定了制备镁基复合材料的最佳工艺参数。本实验对四种复合材料的弹性模量、硬度、抗拉强度及延伸率进行了测试,研究了各种性能指标随增强相含量的变化情况。结果表明,对于复合材料/、/%/:当体积分数为%时,复合材料的弹性模量、%、.ズ%、%和%:略有降低。对复合材料/.%/旱盋寤分数为甇%时,复合材料的弹性模量、硬度、抗拉强度和延伸率分别比基体材料否则,复合材料的抗拉强度和延伸率会因难以分散而大幅下降,同时使硬度和弹性模量的增幅也逐渐减小。增强相和诳擅飨韵富ЯW橹6镍、隡逯浯嬖诮缑娣从Γ直鹕山缑嫦郙和最后,本文利用应力转移、位错、热残余应力及晶粒细化的屈服强度增量的计算公式,估算了各种强化机理引起复合材料屈服强度的大小。其中应力转移强化对镁基复合材料的增强效果最大,其次是位错强化、晶粒细化强化,影响最小的是残余热应力强化。在体积分数小于%时,计算结果与实验结果比较关键词:镁基复合材料;碳纳米管;制备;增强机理;力学性能;体积分数/%、%和%、.ズァズ%。但是对和;。吻合。硕宦畚
,/、/、/,琱瑃%,.ィ%%,%/,/%////瑆.%,%甇%:.·,琣甊,.%.ィ琤瓼琺,.ィ.%,..瑃%,,.Ⅱ
.,,,%.珻現,琕
作者签名瓣日期:畂年导师签名汤约够日期:加,晟拢蝗作者签名:鲦绷期:畂年‘月兰州理工大学学位论文原创性声明和使用授权说明原创性声明学位论文版权使用授权书本人郑重声明:所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外,本论文不包含任何其他个人或集体已经发表或撰写的成果作品。对本文的研究做出重要贡献的个人和集体,均已在文中以明确方式标明。本人完全意识到本声明的法律后果由本人承担。本学位论文作者完全了解学校有关保留、使用学位论文的规定,即:学校有权保留并向国家有关部门或机构送交论文的复印件和电子版,允许论文被查阅和借阅。本人授权兰州理工大学可以将本学位论文的全部或部分内容编入有关数据库进行检索,可以采用影印、缩印或扫描等复制手段保存和汇编本学位论文。同时授权中国科学技术信息研究所将本学位论文收录到《中国学位论文全文数据库》,并通过网络向社会公众提供信息服务。月;;日日
第滦髀镁基复合材料的研究概况开展镁基复合材料的研究是进行镁资源深度开发的重要举措之一。自世纪末,金属材料的消耗与日俱增。按照国际工业协会预算有些金属如铜、铅、锌等只能持续几十年,有些金属如铝、铁也只能维持年。而镁在地壳中的储量十分丰富,其蕴藏量为%,仅次子铝和铁,位居常用金属元素的第唬诘乜潜聿愦⒘烤拥位。在盐湖及海洋中的含量也非常可观,如在海水中镁含量达ァ?杉炯乎称得上是取之不尽、用之不竭的矿产资源。中国是镁矿产资源大国、生产和出口大国,浚浯⒘烤邮澜缡孜唬丫矫鞯牧饷究笫⒘,约占世界探明储量的%。因此,在许多金属矿产资源日趋镁基复合材料的密度很小,仅为铝或铝基复合材料的左右,具有高比强度、弹性模量、良好的耐高温性能、阻尼性能和电磁屏蔽性能,是继铝基复合材料后的又一具有竞争力的轻金属基复合材料。与铝材料相比较,镁质结构件在机械加工、循环再生产和铸造方面有很大的技术优势,可以用镁基复合材料代替特种塑料。在高新技术领域中,镁材料比传统金属材料和铝基复合材料的应用潜力更大。因此,镁基复合材料已成为金属基复合材料领域的研究热点之一】。对于镁基复合材料,以前大量的研究工作是针对国防和航天应用的需要,而随着新型制造工艺的研究发展,其在航天航空、汽车、核工业及其他先进工程方面也得到了广泛应用D壳埃噬隙悦净春喜牧系难芯拷衔;钤荆拦日本、德国、加拿大、英国、中国等国家的一些大学和研究机构都开始了有关镁基复合材料性能方面的研究工作。现已经开发出镁基颗粒、纤维和晶须陶瓷相增强复合材料,主要用石墨纤维、帕W魑T銮刻镁基复合材料主要由镁合金基体、增强相和基体与增强相间的界面组成