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摘要本文运用通过电磁感应加热炉熔融再进行超声法以及粉末冶金法（对比实验）制备碳纳米管增强铝基的复合材料。使用金相显微镜、SEM、XRD 等测量仪器观察了样品的微观组织，通过对组织的对比，分析碳纳米管在熔融以及机械挤压两种情况下在 Al 中的分散以及结构情况，探索碳纳米管在 Al中最佳分散百分比以及分析增强体与基体的界面结构。分析表明：在熔融超声浇筑实验中，0.5%添加比的碳纳米管铝基复合材料在 0.4%、0.5%、0.6%三组中表现出最好的碳纳米管分散情况，说明添加质量分数有上限，最佳添加比为 0.5%；而粉末冶金实验试样添加量是熔融组的两倍，碳纳米管在Al 基体中的密度比熔融组大，没有表现出明显的添加上限。50078
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毕业论文关键词 铝基复合材料 扫描电子显微镜 分散情况 X 射线衍射仪
Title Study on the preparation of carbon nanotubes reinforced Almatrix composites by ultrasonic
Abstract In this study，we use melting（by electromagnetic induction heating furnace） andthen ultrasonic method and the powder metallurgy method to manufacture the carbonnano-tube reinforced aluminum matrix composite material.We use metallurgicalmicroscope、SEM、XRD to observe the micro-structure of samples and we observe andcompare the organization to analyse how carbon nano-tube disperse and the structurein Al.And study the best preparation technology.According to the microstructure,wefind that 0.5% of the carbon nanotubes addition is the best one in the group ofmelting and ultrasonic method between 0.4%、0.5% and 0.6%,during 1% of the carbonnanotubes addition still perform a very good performance in group of powdermetallurgy without a clear added upper limit.
Keywords Aluminum matrix composites SEM XRD Dispersion situation
目次
1绪论1
1.1金属基复合材料的概述..1
1.1.1金属基复合材料的分类1
1.1.2金属基复合材料的性能1
1.1.2.1高比强度、比模量2
1.1.2.2导热、导电性好.2
1.1.2.3耐磨性好.2
1.1.2.4疲劳性能和断裂韧性好.2
1.1.3金属基复合材料的不足之处以及研究趋向.2
1.1.3.1存在的不足2
1.1.3.2金属基复合材料的研究趋势..3
1.2铝基复合材料3
1.3本课题研究目的及主要内容3
1.3.1本课题研究目的.3
1.3.2本课题研究的主要内容.3
2碳纳米管铝基复合材料的制备以及研究方法.4
2.1增强相的选择4
2.2制备方法的选择..4
2.3碳纳米管铝基复合材料的制备..4
2.3.1实验原料4
2.3.2实验设备4
2.4碳纳米管铝基复合材料的研究过程与方法5
2.4.1金相组织的观察.5
2.4.2扫描电子显微镜观察..5
2.4.3X射线衍射（XRD）分析5
2.5碳纳米管铝基复合材料的制备以及工艺流程..5
2.5.1配样..5
2.5.2高温熔融、超声、浇筑6
2.5.3观察试样显微组织..6
2.5.4压制..6
2.5.5真空烧结，观察试样显微组织6
2.5.6试验流程7
3金相显微镜、扫描电子显微镜的显微组织分析以及XRD分析..9
3.1实验次数1..9
3.2实验次数212
3.3实验次数315
3.4三次实验的综合分析.20
3.4.1碳纳米管的最佳添加百分比20
3.4.2界面结构分析..21
4对比实验的结果分析（粉末冶金)..22
结论..23
致谢..24
参考文献25
1 绪论近年来，有关以碳纳米管为增强体的复合材料的研究一直是材料学的研究重点[1]，经过不断的研究与发现，学者们使用各种方法制备出了碳纳米管增强聚合物基复合材料、纳米碳管增强陶瓷基复合材料和纳米碳管增强金属基复合材料等[2]。其中，碳纳米管增强各种基体的复合材料在增强原本基体的力学以及物理性能等方面取得了令人瞩目的成就。而碳纳米管增强 Al 基复合材料更是其中的热点之一。铝基复合材料具有密度小、 抗腐蚀与加工特性好这些优点[3]， 随着如今工业的发展 （航天、航空、汽车制造等），实际生产中对这类材料的比强度、比刚度、耐磨性、耐热性和抗疲劳这些性能提出了更高的要求。纳米相加强铝基复合材料这种新型复合材料在这些年来飞速发展，表现出各种优良的性能，比如力学、物理性能[4]。本文就将研究纳米碳管增强铝基复合材料的一些问题。