高能球磨结合粉末冶金法制备碳纳米管增强7055Al复合材料的微观组织和力学性能

毕胜^1,2，李泽琛³，孙海霞³，宋保永³，刘振宇¹，肖伯律¹，马宗义¹

1. 中国科学院金属研究所师昌绪先进材料创新中心2. 中国科学技术大学材料科学与工程学院3. 北京宇航系统工程研究所

摘 要：采用高能球磨结合粉末冶金工艺制备了碳纳米管（CNT）含量（体积分数）分别为0、1%和3%的CNT/7055Al复合材料。采用OM、SEM、TEM以及拉伸实验等方法研究了CNT/7055Al复合材料的CNT分布、晶粒结构、近界面结构及力学性能,分析了复合材料的强化机制和各向异性。结果表明,CNT/7055Al复合材料为无CNT的粗晶区与富集CNT的超细晶区组成的双模态晶粒结构;CNT在Al基体的超细晶区中分散良好,CNT-Al界面干净清洁,界面反应产物少;3%CNT/7055Al复合材料沿挤压方向的抗拉强度达到816 MPa,但延伸率仅为0.5%。细晶强化和Orowan强化是CNT/7055Al复合材料主要的强化机制。由于CNT沿不同方向的增强效率不同以及粗晶条带组织的存在,复合材料表现出比基体合金更强烈的各向异性,在垂直挤压方向的拉伸性能要弱于沿挤压方向的拉伸性能。

关键词：碳纳米管;铝基复合材料;力学性能;各向异性;高能球磨;粉末冶金;