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铝合金材料密度较低,强度较高,耐磨耐蚀性能也比较好,因而它被广泛应用。然而,现代工业和科技发展越来越迅速,人们对材料性能的要求也越来越高,传统铝合金材料已经很难满足现代社会发展的需求。碳纳米管结构独特,机械性能和热学等性能优异,作为金属复合材料的增强体效果比较理想。本文尝试将7075铝合金作为基体材料,将碳纳米管(CNTs)用作增强体,使用放电等离子烧结(SPS)的方法成功制备了单一铝合金材料和CNTs/7075Al复合材料,采用SEM、EDS、XRD以及Raman光谱对复合材料的断口形貌、成分和组织结构进行表征分析,通过对比分析确定了最佳工艺参数,研究了不同工艺参数对复合材料的致密度、硬度、弹性模量、耐磨性及耐腐蚀性能的影响,并与单一铝合金材料对比分析。研究结果表明:(1)CNTs/7075Al复合材料的最佳烧结工艺条件为:烧结温度为550℃,CNTs掺入量为2wt%,保温时间为6min,施加50MPa的轴向压力,设置50℃/min的升温速率。在此工艺参数条件下制备的复合材料的致密度为94.7%,稍微低于单一铝合金材料的致密度;显微硬度为129.5HV,比单一铝合金材料提高了15.5%;平均摩擦系数为0.4365,磨损率为1.98×10-5mm3/N﹒m,分别比单一铝合金材料降低了37.5%和43.3%;复合材料的弹性模量相比于单一铝合金材料提高了39.3%,达到121.5 GPa。(2)通过Raman光谱分析证明了复合材料中CNTs的存在;通过SEM观察试样断口并未发现团聚体,CNTs均匀分散于铝合金基体中并能够与基体材料形成良好的结合界面。XRD图谱中Al4C3的峰较弱,并未发现Al2O3的存在。(3)CNTs的加入,使铝合金复合材料的硬度、摩擦磨损以及弹性模量等性能改善较为显著,而复合材料的致密度较单一铝合金材料有所下降。随着CNTs含量的提高,复合材料的显微硬度和弹性模量均先增加,达到某一最大值后逐渐减小,而摩擦系数和磨损率先减小后增加。不断提高烧结温度,复合材料的致密度、显微硬度也是先增加,达到一定值后逐渐减小,摩擦系数和磨损率是先减小后趋于稳定。另外,随着保温时间和升温速率的提高,硬度分别呈现出先增加后减小和逐渐减小的趋势,而随着轴向压力的增加,复合材料的致密性越来越好。(4)两类材料腐蚀产物出现的时间不同。复合材料表面比单一铝合金材料更早出现腐蚀产物,但随着腐蚀时间的延长,复合材料的腐蚀速率低于单一铝合金材料,耐蚀性优于单一铝合金材料。烧结温度为550℃的复合材料耐腐蚀性最好,耐腐蚀等级为4,相比单一铝合金材料耐腐蚀性能有一定改善。复合材料腐蚀缺陷的没有集中大面积出现,CNTs的添加一定程度上提高了复合材料的耐腐蚀性能,然而,CNTs的添加也破坏了复合材料表面氧化膜的连续性。两类材料的腐蚀产物发展方式不同,单一铝合金材料主要是以片状腐蚀物发展,而铝合金复合材料主要以点腐蚀展开。通过EDS能谱可知,腐蚀产物主要包含铝、氧、镁、锌和氯。腐蚀后复合材料的显微硬度为89.8HV,相比于腐蚀前降低了30.7%。