表面机械合金化制备铝基表面复合层及力学性能研究

发布时间：2017-07-17 02:07

  本文关键词：表面机械合金化制备铝基表面复合层及力学性能研究

  更多相关文章： 表面机械合金化 纳米梯度复合层 微观结构 纳米压痕硬度 弹性模量

【摘要】：鉴于表面机械化合金化低能耗、高效率的优点,利用其在基体表面形成一定厚度的复合膜层,从而改善基体材料的表面性能。这种技术正好可以弥补基体铝材料硬度低、耐磨性差、线膨胀系数大等缺陷,从而提升铝基材料的力学性能,使之得到更广泛的应用。本文利用表面机械合金化分别在铝基体表面制备了Al/SiC, Al/Mo-W与Al/CNTs-Al表面梯度纳米复合层,并利用X射线衍射仪(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)及能谱分析(EDS)、纳米压痕仪等材料分析技术对复合膜层的物相结构、表面形貌、截面形貌、纳米压痕硬度及弹性模量进行了全面的分析与研究。结果显示,铝基体表面复合合金层的力学性能主要取决于初始混合晶粒的性质,在一定粒度范围内,颗粒越均匀细小越易形成较为均匀致密的表面复合合金层；由于表面机械合金化带来的高能塑性形变以及非平衡晶体缺陷等,致使形成的表面复合层硬度以及弹性模量随着膜层深度的变化呈现梯度变化,最终过渡到基体材料的硬度,从而获得与基体紧密结合的高性能复合合金层；这些微观结构与组织的变化是多种强化机制的交叉作用所致,比如增强机理就包括弥散强化、冷作硬化、时效强化、析出强化与细晶强化等。
【关键词】：表面机械合金化 纳米梯度复合层 微观结构 纳米压痕硬度 弹性模量
【学位授予单位】：广西大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TG174.4
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-10
• 第1章 绪论10-20
• 1.1 表面工程概论10-12
• 1.2 表面机械合金化12-16
• 1.3 本研究的主要内容及意义16-17
• 参考文献17-20
• 第2章 实验原理及方法20-24
• 2.1 实验样品的制备方法20-21
• 2.1.1 机械合金化方法制备混合粉末20
• 2.1.2 表面机械合金化处理20-21
• 2.2 实验分析方法21-23
• 2.2.1 X射线衍射法21
• 2.2.2 扫描电子显微镜及能谱分析21-22
• 2.2.3 纳米压痕分析22-23
• 参考文献23-24
• 第3章 Al-SiC复合表面层的制备和性能研究24-42
• 3.1 SiC的选择24
• 3.2 复合膜层的制备以及测试方法24-25
• 3.3 结果与分析25-39
• 3.3.1 参数优化25
• 3.3.2 Al-SiC表面复合层的微观结构25-29
• 3.3.3 Al-SiC表面复合层的截面形貌及成分分析29-33
• 3.3.4 Al-SiC表面复合层的微观硬度及弹性模量33-39
• 3.4 本章小结39-40
• 参考文献40-42
• 第4章 Al-MoW复合表面层的制备和性能研究42-64
• 4.1 MoW粉末的选择42
• 4.2 复合膜层的制备以及测试方法42-43
• 4.3 结果与分析43-60
• 4.3.1 混合粉末的制备43-44
• 4.3.2 Al-MoW表面形貌及成分分析44-47
• 4.3.3 Al-MoW表面复合层的微观结构47-50
• 4.3.4 Al-MoW表面复合层的截面形貌及成分分析50-54
• 4.3.5 Al-MoW表面复合层的微观硬度及弹性模量54-60
• 4.4 本章小结60-62
• 参考文献62-64
• 第5章 Al-CNTs/Al复合表面层的制备和性能研究64-79
• 5.1 碳纳米管的选择64
• 5.2 复合膜层的制备以及测试方法64-65
• 5.3 结果与分析65-76
• 5.3.1 Al-CNTs/Al表面形貌及成分分析65-67
• 5.3.2 Al-CNTs/Al表面复合层的微观结构67-69
• 5.3.3 Al-CNTs/Al表面复合层的截面形貌及成分分析69-72
• 5.3.4 Al-CNTs/Al表面复合层的微观硬度及弹性模量72-76
• 5.4 本章小结76-77
• 参考文献77-79
• 第6章 主要结论及展望79-82
• 6.1 主要结论79-80
• 6.2 主要创新点80
• 6.3 展望80-82
• 致谢82-83
• 攻读学位期间发表的学术论文83

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本文编号：551495