玻璃空心微珠/铝复合材料制备与性能研究

来源 :河北工业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:rlhRLH
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
交通运输、航空航天以及军事领域的迅猛发展,不仅要求整体材料具有抗冲击吸能性能,而且希望能够在结构上具有轻质高强和吸能性能。铝基多孔材料可以很好的满足需求,但其制备工艺相对比较复杂,制造成本难以控制。本研究围绕铝粉和玻璃空心微珠粉末,设计制备出一种新型的铝基多孔复合材料。本论文采用预成型烧结法和热压烧结法,均可成功制备出玻璃空心微珠/铝复合材料。在烧结过程中,预成型烧结法与热压烧结法不同,热压烧结法采用同时加热加压的形式,因此热压烧结法制备的试样具有天然的优势。于是对热压烧结法制备复合材料的工艺继续深入研究,通过微观组织观察发现:随着热压烧结温度的增加,玻璃空心微珠/铝复合材料结合越紧密。在热压烧结温度为650℃压力为15 MPa下得到的试样其整体的压缩性能最佳,准静态压缩测试的峰值应力可以达到59.86 MPa,平台应力可以达到58.53MPa。采用扫描电子显微镜获取复合材料的显微组织结构,并通过图像解释在不同的热压烧结温度下制备的复合材料在准静态压缩性能影响因素。进而为解释材料的整体吸能性能奠定基础。随后还研究了不同工艺下制备复合材料的动态压缩性能,发现在中高应变率环境下,测试的试样具有更高的峰值应力,应力-应变趋势与准静态压缩曲线的趋势基本一致,符合材料的一般规律。基于“三明治”结构的设计原理,本文设计了以1060系铝板作为“三明治”结构的面板,以玻璃空心微珠/铝复合材料作为“三明治”结构的芯部材料,研究玻璃空心微珠/铝复合材料“三明治”结构的准静态压缩性能、动态压缩性能以及三点弯曲性能。通过研究发现,在增加了1060系铝板作为面板的条件下,确实可以增加整体材料的压缩性能,尤其是在动态压缩条件下提升更加明显。最终得到的结果:随着热压烧结温度的增加,“三明治”结构的整体材料的压缩性能逐渐增加;随着热压烧结压力的增加,“三明治”结构整体材料的压缩性能先增加再降低。与玻璃空心微珠/铝复合材料的趋势基本一致,在热压烧结温度为650℃、热压烧结压力为15 MPa制备的“三明治”结构玻璃空心微珠/铝复合材料的压缩性能以及三点弯曲性能最优,准静态压缩测试的峰值应力为87.04 MPa,平台压力为78.82 MPa。
其他文献
我们正处于一个科技信息飞速发展的时代,使用的通信设备越发精密,对电子元器件的要求越来越高。声表面波(SAW)器件在移动通信方面发挥了不可替代的作用,为了迎接时代潮流,需要不断改进SAW器件的性能。AlN作为第三代宽禁带半导体,因其拥有优异的特性而受到广泛的关注。AlN薄膜声波传播速度快,是制作SAW器件优选材料,但制备工艺极为复杂。因此,高质量AlN薄膜的生长制备十分重要。本论文着重研究了磁控溅射
学位
低地球轨道环境恶劣,多种环境因素共同作用会导致航天器表面聚酰亚胺Kapton薄膜材料性能退化。空间环境中瞬时效应微小碎片(Micro Debris,MD)撞击和长时效应原子氧(Atomic Oxygen,AO)侵蚀的协同作用会加速Kapton薄膜材料的损伤,但其协同作用机理仍需深入研究。本文利用激光驱动飞片技术模拟微小碎片的超高速撞击效应,利用微波等离子体原子氧源设备模拟原子氧效应,从质量损失、微
学位
镧系钙钛矿型材料由于其本身独特的空间结构,可以通过与大比表面积特性的碳材料进一步复合或者掺杂取代不同阳离子来获得优异的电化学性能。本文通过水热法和煅烧法制备了镧系钙钛矿型材料,并分别采取了与具有优异导电性能的还原氧化石墨烯(RGO)复合,以及采取不同阳离子掺杂取代方式来提高电化学性能。在实验中通过改变添加表面活性剂种类等实验参数变量、二者的成分比例及阳离子掺杂比例来研究对合成复合材料的形貌、导电率
学位
随着工业和科技的快速发展,传统化石燃料的燃烧带来了气候变暖等众多环境问题,这不断推动着各类新能源储能设备的研究与发展。由于超级电容器具有功率密度高、使用寿命长等优点,它被广泛应用于各类储能设备之中。在超级电容器电极材料当中,Ni3S2具备很高的理论比电容。但是,目前合成的Ni3S2材料存在比电容数值不高、循环稳定性差等问题,这制约了其进一步发展成为主流活性材料。为了解决上述问题,本课题通过合理的微
学位
近年来,镁合金和铝合金在汽车、轨道交通、航空航天等领域的应用愈加广泛,镁铝异种金属(Mg/Al)连接已成为当前的研究热点,但在焊合界面生成的镁-铝系金属间化合物严重降低了Mg/Al焊接接头的力学性能。本论文采用一种新型低热输入熔焊工艺即浇熔焊工艺,焊接AZ31镁合金和6061铝合金,探究浇熔焊工艺对Mg/Al接头焊合界面行为及力学性能的影响。在浇熔焊试验中,以熔融Zn和Zn-x Sn(x=10 w
学位
磨损、腐蚀是许多金属零部件常见的失效形式,因此需要在零部件表面制备涂层来提高零件的抗磨损和腐蚀能力。镍基复合涂层具有良好的耐磨性及耐腐蚀性,被广泛应用于零件的表面防护和修复中。目前,国内外对热喷涂技术制备镍基复合涂层的研究较多,但是热喷涂过程必经历高温过程难免会对零部件造成危害。如果采用冷喷涂技术,因其低温特性可以有效避免对基体材料危害,也可避免喷涂材料的氧化、分解、相变、晶粒长大及有害的界面反应
学位
FeCoCrNiMn系高熵合金具有高耐磨性、优异的力学性能和腐蚀性能等特性,在此基础上加入原子半径较大的Al元素,通过改变Al元素的含量可以改变合金的相结构和各种性能。本文采用等离子喷涂技术制备了FeCoCrNiMnAlx高熵合金涂层,表征了涂层的微观结构,研究了涂层在酸、碱、中性溶液中的腐蚀机理,分析了涂层的力学性能。(1)采用正交试验法优化粉末制备工艺,成功制备出FCC相和BCC相结构的FeC
学位
社会的不断发展对能源的需求也日益增加,传统化石燃料的长期使用除了存在供给量不足和开采困难的问题,还带来了各种各样的污染问题。而生物质能源获取来源广泛、可再生、存储量丰富且燃烧后不产生有毒有害物质,是一种清洁能源。而5-羟甲基糠醛(HMF)是一种重要的平台分子,可以从生物质糖类转化得到。并且通过转化可以生成一系列重要的化学品。本论文首先将高比表面积的氮化硼(BN)纳米片作为催化剂的载体,采用均匀沉淀
学位
为了增加对尾矿的多样化利用,本工作利用含铁废弃尾矿作为铁源,通过球磨法制备了基于含铁尾矿的催化剂,并将其应用于高级氧化技术中降解含双酚A(BPA)废水,以期达到“以废物治废水”的目的。本课题使用四种含铁尾矿催化剂进行降解实验,实验结果表明以钼尾矿为原料所制备的含铁尾矿催化剂(MT)具有最佳的活化性能,并且在MT/PMS体系中当溶液初始pH由3增加到9后,BPA的降解效率由100%下降到64.2%。
学位
为了探究负脉冲对7075铝合金微弧氧化涂层结构及性能的影响,本文通过固定正向电流密度为150 m A·cm-2,调整负向电流密度的方式制备了不同的微弧氧化涂层。首先分析了不同负向电流密度对电压-时间响应曲线和涂层形貌的影响,着重对比了负向电流密度为75和300 m A·cm-2(S1和S2)下微弧氧化反应行为的差异。通过分析电压-时间响应曲线、涂层形貌和物相组成等实验结果,研究了两模式下微弧氧化涂
学位