碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料超聲波焊接制備工藝及其性能研究.pdf

1、本文采用超聲波焊接方法成功制備出了焊縫界面結(jié)合良好的碳納米管增強(qiáng)鋁基復(fù)合材料,對(duì)制備過(guò)程中所涉及的碳納米管的提純與分散、6061鋁合金超聲波焊接性能、碳納米管與鋁基體界面反應(yīng)情況、工藝參數(shù)對(duì)復(fù)合材料的力學(xué)性能及微觀組織結(jié)構(gòu)的影響進(jìn)行了深入地研究與分析,并借助光學(xué)顯微鏡、掃描電鏡、透射電鏡、高分辨電鏡、X射線衍射和能譜分析以及力學(xué)性能測(cè)試儀器等分析測(cè)試手段對(duì)復(fù)合材料的制備工藝進(jìn)行了評(píng)定、對(duì)其室溫力學(xué)性能進(jìn)行了測(cè)試、對(duì)其顯微組織結(jié)構(gòu)進(jìn)行了觀

2、察、并探討了碳納米管對(duì)復(fù)合材料的增強(qiáng)機(jī)理。
　　 在焊接時(shí)間120ms,焊接壓力17.5MPa,碳納米管以噴霧形式鋪入鋁基體上所制備的復(fù)合材料成形最好,其焊縫平整光滑,碳納米管以條絲狀形式分布于復(fù)合材料鋁基體中且分散較均勻,幾乎沒(méi)有團(tuán)聚現(xiàn)象發(fā)生,其中焊縫處及其周?chē)奶技{米管較多,遠(yuǎn)離焊縫位置處碳納米管含量相對(duì)較少,且其最大剝離力達(dá)到195.346N,相比焊接后的鋁合金提高了44％；拉伸剪切力大于867.652N,相比焊接后的鋁合

3、金提高了94％；硬度為73.2HV,相比基體材料提高了78％。
　　 在焊接壓力不變,隨著焊接時(shí)間的增大,各工藝條件下所制備的復(fù)合材料的力學(xué)性能都依次增大,當(dāng)焊接時(shí)間達(dá)到120ms時(shí),剝離強(qiáng)度、拉伸剪切強(qiáng)度達(dá)到最大,焊接時(shí)間繼續(xù)增大時(shí),其反而會(huì)降低,但硬度會(huì)繼續(xù)增大。并且焊接時(shí)間超過(guò)140ms時(shí),鐵砧上會(huì)粘上鋁金屬;當(dāng)焊接時(shí)間不變時(shí),隨著焊接壓力的增大,力學(xué)性能的變化也是如此,當(dāng)焊接壓力為17.5MPa時(shí),力學(xué)性能達(dá)到最優(yōu),當(dāng)焊