CNTs含量对CNTs/Al微观组织及力学性能的影响

庞秋¹，胡志力²，谷万里³，吉国强⁴，孙东立⁵

1. 武汉东湖学院机电工程学院2. 武汉理工大学汽车工程学院3. 山东理工大学机械工程学院4. 中国广州分析测试中心5. 哈尔滨工业大学材料科学与工程学院

摘 要：为增加碳纳米管（CNTs）在铝基体中的分散性,利用机械球磨-真空热压烧结工艺制备碳纳米管/铝（CNTs/Al）复合材料,采用扫描电子显微镜（SEM）、电子万能试验机和万能摩擦磨损实验机,研究了CNTs质量分数对CNTs/Al复合材料微观组织、力学性能及摩擦磨损性能的影响.结果表明:CNTs经超声波预先分散后分散性增加;当CNTs质量分数为2.0%时,复合材料中CNTs与Al粉之间表现出较好的相容性;随着CNTs含量进一步增加,CNTs团聚现象严重;热压烧结温度600℃时,随着CNTs添加量的增加,铝基复合材料的屈服强度和抗拉强度呈现出明显的先增大后降低的趋势,同时,CNTs/Al复合材料的摩擦因数和磨损率随CNTs含量的增大先减小后增加;CNTs质量分数为2.0%时,复合材料的屈服强度最大值为116 MPa,抗拉强度最大值为245 MPa,与纯Al基体相比,分别提高了78%和1.9倍.2.0%CNTs/Al复合材料可获得较好的摩擦磨损性能,其摩擦系数和磨损率呈现平缓趋势,复合材料的磨痕最浅.

关键词：碳纳米管(CNTs);Al基复合材料;粉末冶金法;力学性能;显微组织;