復合材料是應現(xiàn)代科學發(fā)展,而研發(fā)出來的一種,具有強大生命力的新材料。對比其它金屬基復合材料,其中鋁基復合材料的發(fā)展最快且成為主流。
鋁基復合材料是以金屬鋁及其合金為基體,以金屬、非金屬顆粒、晶須或纖維為增強體的非均質(zhì)混合物,在航空航天、汽車等工業(yè)領域得到了廣泛的應用。
由于采用粉末冶金法,可使增強體以任意比例添加到復合材料基體中,增強體也易于在宏觀上形成更均勻的分布,并且這種工藝具有燒結溫度低,界面反應更容易控制等特點。同時,材料的性能和穩(wěn)定性明顯優(yōu)于其它方法制備的材料。所以,粉末冶金法現(xiàn)已成為,目前制備鋁基復合材料最常用的工藝之一。
在使用粉末冶金法制備鋁基復合材料時,由于增加了陶瓷增強體,從而導致更多的因素影響這材料的性能。主要因素包括增強體和基體的選擇、增強體尺寸以及在基體中分布的均勻性。
經(jīng)國外研究,采用放電等離子燒結(SPS)技術,制備了氮化硼納米管增強鋁基復合材料。BNNT在鋁基體中的濃度變化為0、2和5 vol%。微柱壓縮試驗結果表明,Al - 5 vol% BNNT的屈服強度和抗壓強度分別為88 MPa和216 MPa,比未加補強的Al提高了50%以上,BNNT通過有效承載和裂紋橋接和鞘內(nèi)刀機制的傳遞,對Al基體起到了積極的強化作用。經(jīng)測試,Al-5 vol% BNNT冷軋,單道次減薄75%,具有變形性能好的特點,同時不開裂和不崩解。
對比沒有添加BNNT的燒結鋁中,變形以滑移為主,表明其韌性行為。BNNT在SPS加工過程中的極端溫度和壓力條件下,以及冷軋過程中的大變形下都能存活。
大連義邦BNNB氮化硼納米管具有特殊的三維微觀結構
大連義邦BNNT(NanoBarbs?氮化硼納米管,簡稱BNNB),BNNB外表面形成不規(guī)則六方氮化硼結晶體的結構,優(yōu)化氮化硼納米管顆粒與基體材料之間的交聯(lián),可增強復合材料的機械性能。氮化硼納米管具有高化學穩(wěn)定性的同時,還具備很好的潤濕性,使其易于分散到基體材料的同時,又不會與基體材料之間發(fā)生化學反應,生產(chǎn)其他物質(zhì),從而不影響復合材料的成分。
大連義邦氮化硼納米管粉末適用于球磨冶金法,對比傳統(tǒng)纖維增強體,除了具有以上特點,同時還有良好的分散性,從而顯著提高其性能。
因此,采用氮化硼納米管粉末冶金工藝,制造鋁基復合材料,可增強屈服強度和抗壓強度,可改善其變形性能,很適用于變形鋁合金。這種新材料對于需要結構輕量化,結構增強的航空航天和汽車工業(yè)等領域,具有極大的設計優(yōu)化空間。
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