Cf/2024Sc铝基复合材料的蠕变性能及耐腐蚀性能研究

来源 :郑州大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:davidcao1980
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
Cf/Al基复合材料具有高比强度、比刚度,良好的耐磨性,优异的导电、导热以及低的热膨胀系数等特点,受到了来自军工、航空航天、汽车和电子行业的极大关注。由于Cf与Al基体之间存在较大的电位差,并且工作中所产生的高温环境,这些因素都会影响材料的使用性能,因此本文采用铸造熔炼技术制备了3wt.%含量的不同长度(2 mm、3 mm、4 mm、5 mm)镀铜短碳纤维增强2024Sc铝基复合材料,通过金相显微镜(OM)、扫描电子显微镜(SEM)、维氏硬度试验、室温拉伸试验、高温单轴拉伸蠕变试验、电极化曲线和电化学阻抗谱测试等,对比研究了加入不同长度短碳纤维对铝基复合材料力学性能、高温蠕变性能和耐腐蚀性能的影响。试验结果表明:(1)Cf/2024Sc铝基复合材料经过热挤压后,短碳纤维沿着挤压方向分布,纤维与基体界面结合良好,且分散均匀,无明显的宏观缺陷存在。碳纤维和铝基体之间的界面周围存在Al2Cu Mg、Al2Cu、W(Al Cu Sc)等第二相。(2)对热处理工艺研究发现,经过495℃固溶2 h,130℃×3 h+200℃×10 h双级时效时,2024Sc铝基合金和2 mm、3 mm、4 mm Cf/2024Sc复合材料具有最大硬度,而5 mm Cf/2024Sc复合材料的峰值时效时间前移至5 h,复合材料的硬度均高于基体合金。Cf的加入降低了合金材料的拉伸性能,化学镀铜的Cf与基体在界面上形成的脆性相,受力易脆断导致复合材料力学性能下降;对比不同长度Cf/2024Sc复合材料,4 mm Cf/2024Sc复合材料的拉伸性能最佳,屈服强度、抗拉强度和伸长率分别为370 MPa,471 MPa,5.89%。(3)欠时效态(495℃固溶2 h,130℃×3 h+200℃×5 h双级时效),200℃/300MPa的蠕变测试表明,2024Sc铝基合金蠕变性能最好,其蠕变寿命是24.78 h,稳态蠕变速率为9.83×10-6 s-1。不同长度Cf/2024Sc复合材料中,2 mm Cf/2024Sc复合材料蠕变性能最好,其蠕变寿命为21.16 h,相应的稳态蠕变速率1.05×10-5s-1,而碳纤维长度的继续增加蠕变性能反而下降。(4)欠时效态(5 h)下,不同温度(150℃、170℃、190℃)和不同应力(200~400 MPa)的蠕变测试表明,2024Sc铝基合金及不同长度Cf/2024Sc复合材料的蠕变表观应力指数n在7.3~11.2之间,高的n值表明蠕变存在门槛应力σth。选取真应力指数n为5可得到σth,发现σth均随着温度的升高而近似线性下降,2024Sc和2 mm,3 mm,4 mm,5 mm Cf/2024Sc复合材料蠕变激活能分别为104.2 k J/mol,83.9 k J/mol,72.9 k J/mol,63.8 k J/mol,67.4 k J/mol。蠕变断口SEM观察表明,Cf断裂机制为拔出或拔断,碳纤维周围存在加工硬化区。(5)Cf/2024Sc复合材料自腐蚀电位小于2024Sc基体合金,复合材料随着Cf长度的增加,其自腐蚀电流密度逐渐降低,电化学阻抗谱EIS的容抗弧半径逐渐变大,其中5 mm Cf/2024Sc复合材料具有最小的自腐蚀电流密度为4.61×10-7 A/cm2,耐腐蚀性能最佳。
其他文献
在化工分离过程中,由于膜分离技术具有低能耗、装置简单、环境友好等优势而得到了广泛的关注。膜材料作为膜分离技术的核心,是膜实现高分离性能的关键。聚合物膜由于具有成本
冬作马铃薯生产中关于磷肥及钾肥效应的研究主要集中在对马铃薯产量和品质等参数的影响方面,但关于磷钾肥对冬作马铃薯的中微量元素营养特性及养分相对平衡的研究少见报道。
近年来,内凹曲面逐渐成为医疗、海事、工业零部件、模具和生物医学等等领域诸多零部件的重要工作面。由于受到抛光工具的结构限制,内凹曲面抛光往往比较困难。本文基于力流变
邵廷采是清初著名的史学家和文学家,是清初浙东史学的代表性人物,在史学写作和文章创作上都有突出的成就。本文主要考察邵廷采的文章创作,兼及邵廷采的生平、交游与文学理念。全文分为绪论、正文、结语三个部分。绪论部分主要介绍本文选题缘起,并对现有关于邵廷采的研究成果作了简要归纳,在此基础上提出了本文的可开拓空间和研究方法。第一章论述邵廷采的家世和师友。邵廷采生于浙江余姚,其祖、父均为姚江书院弟子,邵廷采少时
花青素(Anthocyanins)在自然界的植物中普遍存在,是植物细胞中的一种类黄酮化合物,可溶于水。花青素的生物合成容易受到多种环境因素的影响,如干旱、低温、光照强度和光质等
近年来,硅橡胶材料已广泛应用于婴幼儿喂哺安抚产品的生产。橡胶是一类常见的高分子材料,在其生产过程中往往会加入金属添加剂以达到抗氧化、抗菌等作用,其中除了传统的金属
滇池是我国重点治理的三湖之一,虽然经过几十年的治理,水质得到了一定的改善,但是水华问题依然十分严峻。为避免滇池流域污水处理厂尾水进入滇池造成蓝藻水华暴发,本文针对污
目的:目前,虽然在运动预适应心脏保护作用机制方面的研究有了很大的突破,但是对停训后EP心脏保护效应的持续时间尚无统一的定论,因此研究旨在探究运动训练停止后,EP诱导的心肌保护效应的时效性。课题从心肌酶学、心电图、心功能、线粒体呼吸功能等不同角度进行EP对力竭大鼠心肌保护效应时效性的探索。以期为战士、运动员等高强度作训人员运动性损伤的防治工作提供新的理论基础和实验依据。方法:1.实验动物分组及模型5
高摩阻、高扭矩等问题制约了水基钻井液在大位移井、水平井等复杂结构井的推广与应用。向水基钻井液中加入润滑剂,可显著提升钻井液体系的润滑性能。本文通过文献调研和大量
安多县隶属于西藏自治区那曲市,位于西藏北部、唐古拉山脉脚下,是西藏的北大门。安多县藏语方言属于康方言牧区次方言,与属于藏语三大方言之一的“安多方言”不是同一概念,本文将安多县藏语方言称为藏语安多话。就藏语三大方言区来讲,卫藏方言和安多方言内部差异较小,而康方言则由于其独特的地理位置和发展进程形成了不同的方言土语,方言区内部差异较大。据目前所掌握的材料来看,学界还未对藏语康方言安多话语音进行过系统的