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本文采用粉末冶金的方法制备了四种不同增强体组分的铝基复合材料,这四种复合材料分别为:10%Al2O3/Al复合材料、1%MWCNT+9%Al2O3/Al复合材料、5%MWCNT+5%Al2O3/Al复合材料、10%MWCNT/Al复合材料。采用扫描电子显微镜(SEM),X射线衍射仪(XRD)等测试手段对上述四种复合材料的微观组织进行了分析;利用维氏硬度计和分析天平对它们的硬度和致密度进行了测试;通过摩擦磨损试验对上述四种复合材料的耐磨性进行了探讨,用动态机械热分析仪研究了上述四种复合材料的阻尼特性。
通过对上述四种组分的铝基复合材料性能的对比研究,结果表明:
1、采用粉末冶金方法制备多壁碳纳米管和氧化铝复合增强铝基复合材料建议选择的实验室工艺参数为:球磨速度200r/m,球磨时间为2.5h;压坯压力为250MPa,保压时间为17min;烧结温度为600℃至660℃,烧结时间为1至2h。复合材料经上述工艺处理后,基本满足质量要求。
2、通过对以上四种组分的铝基复合材料的硬度和致密度的测试表明:5%MWCNT+50%Al2O3/Al复合材料维氏硬度值和致密度分别达到HV230.50和98.80%,为四种复合材料中最高,且该组分的复合材料中未明显的检测出碳化铝和碳化铁等硬脆相。
3、当滑动速度为0.5m/s,载荷分别为50g、100g、150g时,对10%Al2O3/Al和5%MWCNT+50%Al2O3/Al两种复合材料的耐磨试验表明,50g和150g载荷下的磨损量均大于载荷为100g时的磨损量。
4、通过对上述四种组分的铝基复合材料在载荷为100g,滑动速度为0.5m/s时的耐磨实验表明:5%MWCNT+5%Al2O3/Al复合材料磨损量最小,磨损形式为磨粒磨损。
5、室温下,当频率为1Hz时,上述四种组分的复合材料的内耗均随振幅的增加而增加,振幅在1-17μm时,10%Al2O3/Al复合材料内耗最大,其中在振幅约为17μm时,其内耗约为0.04000。振幅在约17μm-20μm时1%MWCNT+9%Al2O3/Al复合材料的内耗最大,其中在振幅为20μm时,其内耗为0.04454。
6、室温下,当振幅为20μm时,5%MWCNT+5%Al2O3/Al复合材料的内耗随着频率的增加而增加,当频率为10Hz,该组分复合材料的内耗为0.01588。