一、碳纳米管的化学镀镍研究(论文文献综述)
刘晓佳[1](2020)在《镁合金表面镍基镀层工艺及耐磨耐蚀性能研究》文中进行了进一步梳理镁合金因为具有低密度、高比强度和比模量等特点,受到航空、航天、国防、汽车和电子等领域的高度重视。但是,耐磨、耐蚀性较差阻碍了镁合金在各个领域的广泛应用。本文首先对AZ91D镁合金基体进行锡酸盐转化预处理,然后采用化学镀工艺获得低、高磷双层Ni-P镀层、Ni-Mo-P镀层以及Ni-Mo-P/CNT复合镀层。进而对比研究了双层Ni-P与Ni-Mo-P镀层以及Na2MoO4和CNT添加量分别对Ni-Mo-P和Ni-Mo-P/CNT镀层的微观组织、成分、附着力、相组成、耐磨以及耐蚀性等的影响,以期提高镁合金的耐磨、耐蚀性能。(1)双层Ni-P、Ni-Mo-P镀层,Ni-Mo-P合金镀层和Ni-Mo-P/CNT复合镀层的表面均呈现大小不一的胞状组织,无裂纹、孔洞等明显缺陷;镀层均与镁合金基体结合良好,界面较平整。(2)双层Ni-P、Ni-Mo-P镀层的外层P含量分别为13.13wt%和10.62wt%,均处于高磷,为典型的非晶态组织;其摩擦系数分别为0.67和0.58。极化曲线和阻抗谱结果表明,Ni-Mo-P镀层比双层Ni-P镀层的自腐蚀电位更正,自腐蚀电流更小,容抗弧半径更大。因此,Ni-Mo-P镀层比双层Ni-P镀层的耐磨;耐腐蚀性能更好。(3)相比于化学镀液中分别添加0.2、0.3、0.4和0.6g/LNa2MoO4,当Na2MoO4添加量为0.5g/L时,Ni-Mo-P合金镀层的胞状结构更细小,组织更紧密;其摩擦系数达到最小值,为0.404。极化曲线和阻抗谱结果表明,0.5g/LNa2MoO4添加量获得的Ni-Mo-P合金镀层的自腐蚀电位最正,为-0.8273V,自腐蚀电流最小,为2.3041×10-6A/cm-2,容抗弧半径达到最大。因此,0.5g/LNa2MoO4添加量获得的Ni-Mo-P合金镀层的耐磨、耐腐蚀性能最佳。(4)相比于化学镀液中分别添加0.1、0.2、0.3和0.5g/L CNT,当CNT添加量为0.4g/L时,Ni-Mo-P/CNT复合镀层的胞状结构更细小,CNT均匀地分布于Ni-Mo-P/CNT镀层中;其摩擦系数达到最小值,为0.201。极化曲线和阻抗谱结果表明,0.4g/L CNT添加量获得的Ni-Mo-P/CNT复合镀层的自腐蚀电位最正,为-0.1673V,自腐蚀电流最小,为2.3041 ×10-6A/cm2,容抗弧半径达到最大。因此,0.4g/LCNT添加量制备的Ni-Mo-P/CNT复合镀层的耐磨、耐腐蚀性能最佳。
雷宇[2](2020)在《石墨烯/碳纳米管杂化增强镍基复合材料的制备与摩擦学性能研究》文中进行了进一步梳理石墨烯和碳纳米管因其优异的理化性能作为固体润滑剂添加到金属基复合材料中,能够有效改善材料的力学性能以及摩擦学性能。本论文通过粉末冶金法制备高性能的石墨烯/碳纳米管及其杂化结构增强镍基复合材料。采用XRD、SEM、TEM和Raman表征复合材料的形貌和结构,利用显微硬度计、三维轮廓仪和摩擦磨损试验机测试复合材料的力学性能和摩擦磨损行为,建立碳纳米润滑材料的组成、含量及摩擦副、载荷、摩擦环境对复合材料力学性能和摩擦学性能的影响规律,分析磨损表面形貌、结构和摩擦化学反应,探讨复合材料的强化作用和摩擦磨损机制。主要研究内容和结果如下:(1)采用粉末冶金方法,经冷压成型和高温烧结工艺,制备表面镀镍碳纳米管增强镍基复合材料,研究表面镀镍碳纳米管含量对复合材料力学和摩擦学性能的影响规律。结果显示,随着碳纳米管含量从0 wt.%增加到3 wt.%,复合材料的硬度从90 HV减小至57.56 HV,摩擦系数呈现先减小后增大的趋势,当碳纳米管含量为2 wt.%时,摩擦系数低为0.270,磨损率为1.028×10-3 mm3/N·m。碳纳米管在磨损表面形成摩擦转移膜,具有优良的自润滑性能,复合材料的摩擦系数减小为纯镍的35.5%。(2)采用粉末冶金方法,经冷压成型和高温烧结工艺,制备表面镀镍石墨烯增强镍基复合材料,研究表面镀镍石墨烯含量对复合材料力学和摩擦学性能的影响规律。结果显示,石墨烯含量为3 wt.%时复合材料硬度最高,为145.2 HV。随着石墨烯含量从0 wt.%增加到5 wt.%,复合材料的摩擦系数呈现先减小后增加的趋势,当石墨烯含量为4 wt.%时,复合材料的摩擦系数最低为0.219,磨损率为5.70×10-4 mm3/N·m。显然,石墨烯比碳纳米管具有更好的自润滑性能,但是石墨烯含量的阈值较高。(3)采用粉末冶金方法,经冷压成型和高温烧结工艺,制备石墨烯-碳纳米管杂化结构增强镍基复合材料,研究碳纳米杂化结构组成和含量对复合材料力学和摩擦学性能的影响规律。结果显示,一维碳纳米管和二维石墨烯起到了协同润滑作用,相比于单一碳纳米结构增强镍基复合材料,当石墨烯和碳纳米管含量为1∶3时,复合材料同时具有低摩擦系数(0.219)和比较低的磨损率(4.55×10-4mm3/N·m)。4 wt.%Gr-Ni复合材料硬度为96.54 HV,均高于石墨烯-碳纳米管杂化结构增强镍基复合材料。(4)采用粉末冶金方法,经冷压成型和高温烧结和复压复烧工艺,制备石墨烯-碳纳米管杂化结构增强镍铝基复合材料,研究复合材料在干摩擦和海水环境下的摩擦学行为。结果显示,镍铝合金材料和碳纳米杂化结构镍基复合材料经过复压复烧后样品的硬度分别提高了4.99%和49.80%。所制备的复合材料具有良好的环境自适应性,在干燥和海水环境下均表现出优异的摩擦磨损性能。特别是,在海水环境中使用Si3N4陶瓷球为摩擦对偶件时,4 N载荷所对应复合材料的摩擦系数和磨损率分别低至0.181和5.1×10-5 mm3/N·m。摩擦过程中外添加的石墨烯和碳纳米管形成的碳基润滑膜、海水形成的水润滑膜在一定程度上起到了协同润滑的效果,复合材料的磨损机制主要表现为疲劳磨损和腐蚀磨损。
黄辽[3](2019)在《碳纳米管和氮化硅晶须对Mo2FeB2基金属陶瓷组织与性能的影响》文中研究表明Mo2FeB2基金属陶瓷的硬度、耐磨性、耐蚀性以及耐高温性能都比较优异,且与钢铁基体结合性良好,是理想的新型硬质合金,但是,在目前工业生产使用中的Mo2FeB2基金属陶瓷材料普遍存在脆性大和韧性低等问题。因此改善Mo2FeB2基金属陶瓷的强韧性对于金属陶瓷的发展具有极其重要的意义。本文制备Mo2FeB2基金属陶瓷用原位反应真空液相烧结法,并采用扫描电子显微镜(SEM)、能谱仪(EDS)、X射线衍射分析(XRD)等检测手段研究了镀镍与未镀镍的碳纳米管和氮化硅晶须分别对Mo2FeB2基金属陶瓷组织结构和力学性能的影响。首先研究了化学镀对碳纳米管和氮化硅晶须表面改性镀镍,制备出Ni-CNTs和Ni-Si3N4。对制备出的材料进行了SEM和EDS测试,结论表明:在预处理后的碳纳米管和氮化硅晶须表面成功的利用化学镀镍的方法镀上了串珠状的Ni-P复合镀层。其次研究了镀镍与未镀镍碳纳米管添加后对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和力学性能的影响。结果表明:当镀镍碳纳米管添加量为0.5wt%时,力学性能最好,硬度、抗弯强度和断裂韧性分别达到最大值1228.4 HV0.3、1267.3 MPa和15.9 MPa·m1/2。与添加未镀镍碳纳米管的Mo2FeB2基金属陶瓷相比,添加镀镍碳纳米管的综合力学性能更好。对不同Mo2FeB2基金属陶瓷的断裂裂纹路径和断口形貌分析,碳纳米管对金属陶瓷的主要的增韧机制有裂纹偏转增韧,桥联增韧,拔出增韧。最后,研究了添加不同含量的镀镍Si3N4晶须与未镀镍Si3N4晶须对Mo2FeB2基金属陶瓷组织和力学性能的影响。结果表明:当镀镍Si3N4晶须的添加量为0.5wt%时力学性能最好,硬度、抗弯强度和断裂韧性分别达到最大值1196.8 HV0.3、1212.8MPa和14.58 MPa·m1/2。另一方面,添加镀镍Si3N4晶须的Mo2FeB2基金属陶瓷各项力学性能,都优于添加未镀镍Si3N4晶须的Mo2FeB2基金属陶瓷。Si3N4晶须作为一种增强相,弥散分布在Mo2FeB2基金属陶瓷基体中,起到很好的连接作用,阻止裂纹扩展,通过晶须拔出增韧、裂纹偏转增韧、裂纹桥联增韧等作用机理,提高Mo2FeB2基金属陶瓷材料的韧性。
骆传宇[4](2019)在《铜基碳纳米管复合材料的制备及其性能研究》文中认为碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs)因其优异的力学性能、独特的导电导热性能以及极低的热膨胀系数被认为是复合材料的最强增强相之一。因此将碳纳米管作为铜基体的增强相,制备铜基碳纳米管复合材料逐渐成为一个非常重要的研究领域。但是CNTs有着极大的长径比和比表面积,在范德瓦尔力作用下极易发生团聚效应;另外碳与铜之间的浸润性较差且不发生化学反应。所以现研究阶段主要面临的难题在于如何获得碳纳米管的均匀分散性和如何改善CNTs与铜基体之间的界面结合强度。金属镍与铜可形成完全互溶的合金体系,而且镍与碳又有较好的浸润性,因此本项工作的重点是研究在碳纳米管表面镀镍实现有效提高碳纳米管的分散性和Cu-Ni/CNTs复合材料的界面结合强度。本论文首先采用化学镀镍法制得包镍碳纳米管(CNTs/Ni),然后通过快速真空热压法烧结制备铜基碳纳米管(Cu-Ni/CNTs)复合材料。主要的研究内容及获得的结果如下所示:分别采用氯化钯法和硼氢化钾法完成碳纳米管的镀镍工作。通过扫描电镜(SEM)观察分析结果表明氯化钯法制得的CNTs/Ni镍包覆效果较好;XRD分析结果表明,氯化钯法制得的CNTs/Ni镍晶粒更小;拉曼测试显示氯化钯法制得的CNTs/Ni的信号较弱,表明金属镍更加均匀的覆盖在碳管表面。相对而言氯化钯成本远高于硼氢化钾。通过差示扫描量热仪分析铜粉和CNTs/Ni的相变温度,以此确定粉末冶金的烧结温度为900℃;研究不同压强值(45MPa、55MPa、65MPa、75MPa)对铜基碳纳米管复合材料的致密度和硬度的影响,确定本实验设置的压强值为65MPa。研究了不同碳纳米管掺杂量(0.5wt%、1wt%、1.5wt%、2wt%、3wt%)对复合材料综合性能的影响。通过金相显微镜和SEM表征分析,发现随着CNTs含量的增加,组织中逐渐出现较多的碳管团聚现象,同时复合材料的导热率也逐渐下降;当碳纳米管含量为1%时,Cu-Ni/CNTs复合材料抗拉强度达到418MPa;分别用数字电源表测定和用数据采集器测试的Cu-Ni/CNTs复合材料的导电性,结果表明当CNTs含量为1%时,其导电性最好。通过分析对比,CNTs/Ni对复合材料的强化效果显着优于纯CNTs对复合材料的强化效果。
邬丽群[5](2019)在《纳米碳材料增强AZ31镁基复合材料的制备与力学性能研究》文中研究指明镁元素在自然界中分布广泛,储量丰富,镁合金普遍具有轻质、高比强等优点,使其在航空航天、汽车制造、电子产业、体育器械、医学设备等领域有着非常广阔的应用前景。然而,镁合金的绝对强度和模量偏低是制约其发展的主要因素之一,因此,发展镁基复合材料具有重要的意义。本文首先采用化学镀镍、超声波震荡、球磨分散、机械搅拌等工艺制备了复合材料增强体前驱体;然后采用真空热压烧结法分别制备了碳纳米管、石墨烯、碳纳米管联合石墨烯增强AZ31镁基复合材料;最后,对纳米碳材料增强AZ31镁基复合材料进行热挤压加工。对烧结态和挤压态纳米碳材料增强AZ31镁基复合材料分别进行显微硬度、压缩、拉伸、摩擦磨损等室温力学性能测试。利用光学金相显微镜(OM)、X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)研究了不同状态下复合材料的显微组织结构,进行了断口形貌分析,表面形貌分析,磨损表面形貌分析。利用拉曼光谱(RM)、透射电子显微镜分析增强体在复合材料基体中的分散性以及自身形貌特征,研究了基于真空热压烧结工艺制备纳米碳材料增强AZ31镁基复合材料的工艺特点;研究了增强体的添加量对烧结态复合材料的显微组织、室温力学性能的影响规律;研究了热挤压对于复合材料显微组织、室温力学性能以及耐磨性能的影响规律。研究结果表明:采用制备增强体前驱体联合真空热压烧结及热挤压的复合材料制备工艺,能够成功将碳纳米管和石墨烯加入到AZ31镁合金中,并且碳纳米管和石墨烯均能够保持自身形貌特征,同时呈现出良好的分散状态。当碳纳米管作为单一增强体时,随着碳纳米管添加量的增加,复合材料的综合力学性能得到显着提高:当碳纳米管加入量为1.0wt.%时,碳纳米管/AZ31镁基复合材料的显微硬度、抗拉强度同时出现峰值,同时还能获得较好的延伸率;当将石墨烯作为单一增强体时,随着石墨烯添加量的增加,复合材料的综合力学性能同样得到显着提高:当石墨烯的加入量为0.50wt.%时,石墨烯/AZ31镁基复合材料的显微硬度、抗压强度、延伸率同时达到峰值;当碳纳米管和石墨烯同时作为增强体时,随着碳纳米管和石墨烯添加比例的变化,复合材料的综合力学性能呈现出不同的变化规律:当增强体添加量为1.0wt.%,碳纳米管与石墨烯添加比例为1:2时,复合材料呈现出最好的综合力学性能。加入石墨烯后能明显提高AZ31镁合金的耐磨性能。添加0.50wt.%的镀镍石墨烯后,复合材料的摩擦系数分别与AZ31镁合金和添加0.50wt.%石墨烯增强AZ31镁合金的复合材料相比,降低44.68%和27.78%,复合材料的磨损量分别与AZ31镁合金和添加0.50wt.%石墨烯增强AZ31镁合金的复合材料相比,降低66.46%和40.22%。镀镍石墨烯增强AZ31镁基复合材料磨损行为是典型的磨料磨损。纳米碳材料增强AZ31镁基复合材料的增强机理,主要包括两类,第一类是直接强化,它包括两种机理:1.载荷传递强化,增强体均匀分散在整个复合材料基体当中,能够承担外加载荷,提高复合材料力学性能;2.热错配强化,由于增强体与AZ31镁合金的热膨胀系数具有较大差异,引起热错配强化。第二类是间接强化,它包括两种机理:1.晶粒细化强化,增强体分散在晶界附近,在热压烧结、热挤压过程中能够阻止晶粒长大,起到细化晶粒组织的作用;2.位错强化,增强体的存在增加了复合材料的位错密度,两者协同作用,间接提高了复合材料的力学性能。利用四种强化机理公式,分别估算出了挤压态碳纳米管增强AZ31复合材料和碳纳米管与石墨烯协同增强AZ31镁基复合材料的理论屈服强度的大小。计算结果表明:在前者中,热错配强化对镁基复合材料的强化作用最大,其次是载荷传递强化和位错强化,晶粒细化强化影响最小;在后者中,热错配强化作用最大,其次是位错强化和载荷传递强化,晶粒细化强化影响依然最小。
邢迪[6](2019)在《柔性超薄短切碳纤维复合材料的成型及其电磁屏蔽性能研究》文中指出电子线路和元件的微型化、集成化对电磁防护材料提出了轻质、柔性等要求。另外,在某些特定领域(例如隐身材料、精密电子仪器等),还要求材料具有较高的吸波性以防止电磁波二次污染。轻质、柔性电磁防护材料正逐步成为近年研究的热点。因此,本文提出一种将湿法抄造技术与热压成型技术相结合的制造方法,制备出一种柔性超薄短切碳纤维复合材料(CEF-NF)。后续以此为基础,通过表面改性及与聚碳酸酯(PC)薄膜二次热压相结合制备出可应用于微型化电子设备的超薄、柔性的复合材料(镀镍CEF-NF/PC复合材料);最后,通过PC薄膜与CEF-NF逐层热压制备出具有多层结构的短切碳纤维复合材料(多层CEF-NF/PC复合材料)。主要工作与结论如下:(1)提出两步法-湿法抄造技术与热压成型技术相结合的制造方法,将短切碳纤维与短切聚丙烯/聚乙烯纤维(后文统称为ES纤维)混合抄造并热压成形得到柔性超薄CEF-NF材料。所制备出的CEF-NF材料具有优异的柔性以及机械稳定性,厚度保持在160μm左右,具有孔隙结构。(2)承接前期研究,探究了工艺与结构参数对CEF-NF材料电磁屏蔽性能的影响。我们发现,CEF-NF材料的电导率渗流阈值对其实际吸收反射的功率系数有很大的影响。当短切碳纤维的质量分数达到材料电导率的渗流阈值时,吸收系数A达到峰值。另外,CEF-NF与PC薄膜二次热压可以提升其机械性能却不影响其电磁屏蔽性能。(3)以CEF-NF材料为表面修饰载体,采用化学镀镍与二次热压工艺相结合制造了具有高电磁屏蔽性能的超薄柔性镀镍CEF-NF/PC复合材料。并对其电性能、电磁屏蔽性能、机械性能以及稳定性进行了详细的探究。实验结果表明,化学镀镍可以有效地提高材料的电磁屏蔽性能。在机械弯曲5000次和120°C温度下加热50 h后,镀镍CEFNF/PC复合材料仍保持着其电磁屏蔽性能的96.36%。(4)基于所发现的CEF-NF材料的渗流阈值现象,将CEF-NF材料和PC薄膜二次热压设计并制备了多层CEF-NF/PC复合材料。探究并阐明了多层电磁屏蔽材料的屏蔽机理。实验结果显示,多层结构能有效增强材料的总体电磁屏蔽性能。
范磊[7](2019)在《ZTAp-TiCp增强铁基复合材料的制备及磨损性能研究》文中研究表明磨损作为主要的失效形式之一导致大量的材料损失和资源浪费。提高材料耐磨性,减少能源浪费,提高机械设备及构件的使用寿命是现代工业发展的必然趋势。设计新型耐磨材料并对其进行研制是满足我国高端机械装备发展的需要,对实现进口设备国产化,推动我国制造业发展具有重要的意义。本文以毫米级氧化锆增韧氧化铝陶瓷颗粒(ZTAp)、钛粉(Ti)、聚乙烯醇(PVA)和铁基自熔合金粉末(Fe45p)为主要原材料,在真空烧结中利用PVA热分解碳化形成的C元素与Ti元素原位合成微米级碳化钛颗粒(TiCp);研究了原位合成TiCp的合理工艺,揭示了 TiCp的形成机制。采用真空烧结技术制备出ZTAp和TiCp混杂强化的ZTAp-TiCp增强铁基复合材料(ZTAp-TiCp/Fe45);通过ZTAp表面镀镍和复合材料热处理进一步改善了复合材料的磨损性能。较深入研究了ZTAp-TiCp/Fe45的两体磨料磨损性能和三体磨料磨损性能,提出了复合材料的磨损机理及ZTAp、TiCp增强颗粒的抗磨机制以及二者的混杂增强作用,为复合材料的耐磨性能设计提供了一定的理论基础。得到以下结论:(1)通过粉末冶金真空烧结的方法制备了铁基自熔合金基体(Fe45m),确定了制备工艺参数;PVA在真空环境下热分解碳化残留于Fe45m中。Fe45m的主要物相组成为α-(Fe-Cr-Ni)、FeCrB、Cr7C3,Fe45m中析出相呈网状,主要沿晶界连续分布,在受到外力作用时,会发生断裂或破碎。Fe45m晶粒尺寸约为100μm。Fe45m的宏观硬度为40.6HRC,基体相的显微硬度为178.9HV,析出相显微硬度为1144.5HV;Fe45m的表观密度为7.53g/cm3。(2)通过热力学计算,Ti与C两种元素可以反应生成TiC。Fe45p-Ti-PVA真空烧结的动力学过程为:首先PVA发生热分解形成碳残留,在609℃开始生成Cr7C3、FeCrB等析出物;在750℃发生Fe的同素异构转变,由α-Fe转变为γ-Fe,结构由体心立方结构转变为面心立方结构;在1085℃时,Ti原子与Fe原子快速扩散形成Fe-Ti体系;Fe-Ti体系的出现,加速了元素的扩散,C原子扩散至Fe-Ti体系后,在1135℃时与Ti原子发生反应形成TiC。设计并制备了原位合成TiCp/Fe45;原位合成的TiCp呈现不规则形状,尺寸为1~3μμm,弥散分布于Fe45m中。原位合成TiCp有效降低Fe45晶粒尺寸,减少FeCrB析出;原位合成TiCp使Fe45m发生细晶强化和Orowan弥散强化。(3)化学镀法成功将镍沉积在ZTAp的表面上,涂层均匀且没有明显的缺陷。在ZTAp表面涂镍的最佳条件为:溶液pH值为4.7~4.8,装载量为15~20g/L,施镀温度为85℃。化学镀镍过程可用原子氢和电化学理论相结合来解释,镍的界面成核比溶液中的自发成核更容易,镍有限沉积在ZTAp表面。ZTAp表面上镍涂层的晶粒尺寸为2~5μm,平均厚度为14μm。(4)以 Fe45m为基体,外加(Ex-situ)ZTAp与原位合成(In-situ)TiCp作为增强相制备了ZTAp-TiCp/F45。当ZTAp形状为不规则、颗粒大小为2mm、体积含量在30vol.%时,ZTAp-TiCp/Fe45基体呈现出现高的硬度,且密度与理论密度相差较小。ZTAp-TiCo/Fe45中,ZTAp受压应力,同时基体受拉应力,形成热膨胀位错强化。镀镍后ZTAp在烧结过程中与基体的表面润湿性提高,界面得到明显改善,ZTAp与Fe45m之间的界面呈非化学键结合;TiCp与Fe45m界面清晰、结合牢固,且无缺陷或杂志。(5)ZTAp-TiCp/Fe45的最优热处理工艺为1075℃开水淬火,淬火保温时间为20min,淬火后在150℃进行回火,回火保温时间为30min。经过热处理ZTAp-TiCp/Fe45基体的硬度大道54.6HRC,与热处理前硬度相比提高了18.2%。热处理后ZTAp-TiCp/Fe45晶界上的析出相明显减少,连续度降低,基本无网状结构。TiCp在热处理过程中发生了部分溶解,晶粒内出现弥散的析出相。ZTAp-TiCp/Fe45热处理强化机理有两种,第一是基体平衡组织变为C、Cr、Ni等原子在Fe晶格中固溶形成非平衡组织,产生固溶强化;第二是晶界析出相以及部分TiCp溶解后,再在晶粒内部析出,形成弥散强化。(6)当ZTAp形状为不规则、颗粒大小为2mm、体积含量在30vol.%时,ZTAp/Fe45表现出最好的抗磨料磨损性能。Fe45m的磨料磨损机制在磨料的作用下形成微切削和微犁沟,在磨损表面发生塑性形变和疲劳剥落。ZTAp抵抗外加载荷和磨料的磨损,降低Fe45m的治理子昂损失,三体磨料磨损试验结果表明,ZTAp和Fe45m中原位合成TiCp可以有效提高材料的耐磨性。热处理后Fe45m、TiCp/Fe45、ZTAp-TiCp/Fe45都比其热处理前表现出更优良的耐磨性能。ZTAp对基体的保护作用和基体对ZTAp的支撑作用相互支持作用提高复合材料的耐磨性。原位合成TiCp降低因塑变导致的材料质量损失。试验载荷越大,ZTAp-TiCp/Fe45基体磨损量也越大;加载速率越低,划伤区域越大,产生塑性变形的距离也就越长,磨损过程中造成材料质量损失也就越大。毫米级ZTAp以其高硬度对外加载荷起到承载作用,并有效抵抗了磨料的划伤作用。经过ZTAp作用的磨料由于发生偏转对基体(TiCp/Fe45)的划伤作用变小,从而难以将TiCp直接从Fe45m中直接退出。微米级TiCp发挥抵抗磨料划伤的作用。上述研究结果对毫米级颗粒与微米级颗粒混杂增强金属基复合材料的研究和应用提供了理论和实验依据。
梁军浩[8](2018)在《碳纳米管增强AZ91D复合材料组织与力学性能研究》文中进行了进一步梳理随着汽车和航空航天领域的轻量化发展,对镁基复合材料在轻质高强方面提出了更高的要求。碳纳米管具有超强的力学性能、极高的长径比以及稳定的化学性能,是一种理想的增强材料,它的出现为镁基复合材料的发展提供了一个新契机。碳纳米管增强镁基复合材料具有轻质、高比强度、高比刚度、低的热膨胀系数、优良的减震性能及良好的尺寸稳定性等优点,是一种发展潜力巨大的结构功能一体化材料,在航空航天、军工、汽车以及电子封装等领域具有潜在的应用前景。然而由于碳纳米管具有较高的表面自由能和大的长径比,极易发生团聚,难以分散。本文以改善碳纳米管的分散性,制备出高强度碳纳米管增强AZ91D复合材料为研究目标,分别制备了CNTs、镀镍碳纳米管(Ni-CNTs)和镀钴碳纳米管(Co-CNTs)增强的AZ91D复合材料,借助XRD、Raman、TEM、HRTEM、EDX等分析测试手段表征了碳纳米管增强AZ91D复合材料的形貌和显微结构;利用万能力学试验机对其力学性能进行了测试,分析了工艺参数对碳纳米管增强AZ91D复合材料组织与力学性能的影响规律,揭示了碳纳米管增强AZ91D复合材料的强韧化机制。通过搅拌摩擦加工和液态超声复合法成功制备了铸态CNTs/AZ91D复合材料,发现超声处理可以改善碳纳米管的分散性,讨论了超声工艺参数(超声功率、超声时间和超声温度)对铸态CNTs/AZ91D复合材料组织与力学性能的影响;基于增强体被固-液界面俘获或推移的热力学条件,分析了碳纳米管含量对铸态CNTs/AZ91D复合材料碳纳米管分布规律的影响,得到了铸态1.0wt.%CNTs/AZ91D复合材料抗拉强度为247MPa,与基体相比提高了32.8%,观察了基体与复合材料之间的断口形貌变化,探讨了复合材料微观断裂机理。采用液固挤压工艺对铸态CNTs/AZ91D复合材料进行了挤压变形,得到了抗拉强度为389MPa的挤压态CNTs/AZ91D复合材料,与基体相比提高了25.5%。研究了挤压温度和挤压速度对挤压态CNTs/AZ91D复合材料组织与力学性能的影响;讨论了碳纳米管含量对复合材料中β-Mg17Al12相形态和尺寸的影响,发现了碳纳米管与AZ91D基体之间的界面处有Al2Mg C2相产生,分析了Al2Mg C2相的生长方式,并揭示了碳纳米管对镁基复合材料的增强机理。利用均匀金属微滴喷射的3D打印技术将微米AZ91D镁合金液滴喷射至基板上,对比研究了镁合金液滴在碳基板和镍基板上的静态接触角,并采用化学镀方法对碳纳米管进行镀镍改性处理,改善了碳纳米管与镁合金基体之间的润湿性,在此基础上以Ni-CNTs为增强体,制备了Ni-CNTs/AZ91D复合材料,讨论了Ni-CNTs含量对镁基复合材料组织与力学性能的影响,建立了复合材料弹性模量和屈服强度的预测模型,预测结果与实验值较为吻合,定量分析了增强体含量与复合材料增强机理之间的关系。探索了碳纳米管取向对镁基复合材料组织与性能的影响,采用化学镀的方法在碳纳米管表面成功镀上了一层均匀的纳米Co颗粒,磁改性后碳纳米管的饱和磁化强度为2.81 emu/g,矫顽力为1258.2 Oe,是钴粉矫顽力(308 Oe)的4倍多;并在超声场和磁场耦合作用下成功制备了Co-CNTs/AZ91D复合材料,首次实现了在磁场诱导作用下碳纳米管在金属基体中的取向性排列。分别测试了平行于磁场方向和垂直于磁场方向复合材料的抗压强度,发现了复合材料压缩性能的各向异性,研究了磁场强度和加热温度工艺参数对复合材料取向性的影响,讨论了取向Co-CNTs/AZ91D复合材料的压缩断口形貌特征,分析了磁场作用下碳纳米管“链状”团簇体的形成机理。以上研究可为轻质高强的结构材料的研究提供技术保证,对镁基复合材料的发展和应用具有重要的理论指导意义。
叶勤军,苏勋家,毕松,陈金凯[9](2017)在《碳纳米材料化学镀镍的研究进展》文中研究指明综述了化学镀镍的基本原理和工艺,详细介绍了碳纳米管、碳纤维、石墨烯化学镀镍的研究进展和发展现状,并总结了碳纳米材料化学镀镍存在的问题和未来的发展趋势。
毛宏达,华正坤,聂敏[10](2016)在《碳纳米管的化学镀镍及其复合微管的电磁性》文中认为利用化学镀的方法成功在碳纳米管(CNTs)表面沉积一层磁性金属镍,制备了镍包覆CNTs结构的复合微管。TEM和XPS分析表明通过调控反应条件可使CNTs被镍均匀包覆。XRD的结果证实了沉积在CNTs表面的镍为面心立方晶体。采用四探针测试仪和振动样品磁强计表征了镀镍碳纳米管的导电性和磁性能,结果表明该复合物兼具导电性和磁性能。这进一步拓展了碳纳米管的应用范围。
二、碳纳米管的化学镀镍研究(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、碳纳米管的化学镀镍研究(论文提纲范文)
(1)镁合金表面镍基镀层工艺及耐磨耐蚀性能研究(论文提纲范文)
中文摘要 |
ABSTRACT |
1 绪论 |
1.1 镁及镁合金的基本性质与应用 |
1.1.1 镁及镁合金的基本性质 |
1.1.2 镁合金的应用 |
1.2 镁合金的腐蚀与防护 |
1.2.1 镁合金的腐蚀 |
1.2.2 镁合金的防护 |
1.3 化学镀 |
1.3.1 化学镀的基本原理 |
1.3.2 化学镀Ni-P的研究现状 |
1.4 碳纳米管 |
1.4.1 碳纳米管及其分类 |
1.4.2 碳纳米管的性能 |
1.4.3 碳纳米管的研究进展 |
1.5 复合镀 |
1.5.1 复合镀技术 |
1.5.2 纳米复合镀及其分类 |
1.5.3 纳米粒子的分散 |
1.5.4 纳米复合镀的特点 |
1.6 本课题的主要研究内容及意义 |
2 实验材料与方法 |
2.1 实验材料 |
2.2 实验仪器与试剂 |
2.3 实验工艺 |
2.3.1 前处理 |
2.3.2 化学转化膜工艺 |
2.4 化学镀Ni基合金镀层 |
2.4.1 CNT的预处理 |
2.4.2 Ni基镀层的化学镀液 |
2.4.3 Ni基镀层的制备工艺 |
2.5 实验技术路线图 |
2.6 化学镀层表面组织及性能表征 |
2.6.1 化学镀层表面形貌及能谱分析 |
2.6.2 化学镀层的相结构及成分分析 |
2.6.3 化学镀层的附着力测试 |
2.6.4 化学镀层的显微硬度测试 |
2.6.5 化学镀层的耐磨性测试 |
2.6.6 化学镀层的耐蚀性测试 |
3 化学镀双层Ni-P与 Ni-Mo-P镀层微观组织及性能研究 |
3.1 双层Ni-P与 Ni-Mo-P镀层的微观形貌及成分分析 |
3.1.1 双层Ni-P与 Ni-Mo-P镀层的表面形貌 |
3.1.2 双层Ni-P与 Ni-Mo-P镀层的截面形貌及成分分析 |
3.1.3 Ni-Mo-P镀层的生长机理探讨 |
3.2 双层Ni-P与 Ni-Mo-P镀层的相组成 |
3.3 双层Ni-P与 Ni-Mo-P镀层的附着力 |
3.4 双层Ni-P与 Ni-Mo-P镀层的显微硬度及摩擦磨损性能 |
3.4.1 双层Ni-P与 Ni-Mo-P镀层的显微硬度 |
3.4.2 双层Ni-P与 Ni-Mo-P镀层的摩擦系数 |
3.4.3 双层Ni-P与 Ni-Mo-P镀层的磨痕形貌 |
3.5 双层Ni-P与 Ni-Mo-P镀层的耐腐蚀性能 |
3.5.1 双层Ni-P与 Ni-Mo-P镀层的极化曲线 |
3.5.2 双层Ni-P与 Ni-Mo-P6 镀层的阻抗谱 |
3.5.3 镀层耐蚀机理探讨 |
3.6 本章小结 |
4 Na_2MoO_4添加量对Ni-Mo-P合金镀层微观组织及性能的影响 |
4.1 Na_2MoO_4添加量对Ni-Mo-P合金镀层微观形貌及成分的影响 |
4.1.1 Na_2MoO_4添加量对Ni-Mo-P合金镀层表面形貌的影响 |
4.1.2 Na_2MoO_4添加量对Ni-Mo-P合金镀层成分的影响 |
4.1.3 Ni-Mo-P合金镀层的截面形貌 |
4.2 Na_2MoO_4添加量对Ni-Mo-P合金镀层相组成的影响 |
4.3 Na_2MoO_4添加量对Ni-Mo-P合金镀层附着力的影响 |
4.4 Na_2MoO_4添加量对Ni-Mo-P合金镀层显微硬度及摩擦磨损性能的影响 |
4.4.1 Na_2MoO_4添加量对Ni-Mo-P合金镀层显微硬度的影响 |
4.4.2 Na_2MoO_4添加量对Ni-Mo-P合金镀层摩擦系数的影响 |
4.4.3 Na_2MoO_4添加量对Ni-Mo-P合金镀层磨痕形貌的影响 |
4.5 Na_2MoO_4添加量对Ni-Mo-P合金镀层耐蚀性的影响 |
4.5.1 Na_2MoO_4添加量对Ni-Mo-P合金镀层极化曲线的影响 |
4.5.2 Na_2MoO_4添加量对Ni-Mo-P合金镀层阻抗谱的影响 |
4.5.3 Ni-Mo-P合金镀层的耐蚀性机理 |
4.6 本章小结 |
5 CNT添加量对Ni-Mo-P/CNT复合镀层微观组织及性能的影响 |
5.1 CNT添加量对Ni-Mo-P/CNT复合镀层微观形貌及成分的影响 |
5.1.1 CNT添加量对Ni-Mo-P/CNT复合镀层表面形貌的影响 |
5.1.2 CNT添加量对Ni-Mo-P/CNT复合镀层成分的影响 |
5.1.3 Ni-Mo-P/CNT复合镀层的截面形貌 |
5.2 CNT添加量对Ni-Mo-P/CNT复合镀层附着力的影响 |
5.3 CNT添加量对Ni-Mo-P/CNT复合镀层显微硬度及摩擦磨损性能的影响 |
5.3.1 CNT添加量对Ni-Mo-P/CNT复合镀层显微硬度的影响 |
5.3.2 CNT添加量对Ni-Mo-P/CNT复合镀层摩擦系数的影响 |
5.3.3 CNT添加量对Ni-Mo-P/CNT复合镀层磨痕形貌的影响 |
5.3.4 Ni-Mo-P/CNT复合镀层的耐磨机理 |
5.4 CNT添加量对Ni-Mo-P/CNT复合镀层耐蚀性的影响 |
5.4.1 CNT添加量对Ni-Mo-P/CNT复合镀层极化曲线的影响 |
5.4.2 CNT添入量对Ni-Mo-P/CNT复合镀层阻抗谱的影响 |
5.4.3 Ni-Mo-P/CNT复合镀层的耐蚀机理 |
5.5 本章小结 |
6 结论 |
6.1 结论 |
6.2 对未来工作的建议 |
致谢 |
参考文献 |
附录 |
(2)石墨烯/碳纳米管杂化增强镍基复合材料的制备与摩擦学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 碳纳米管概况 |
1.2.1 碳纳米管的结构 |
1.2.2 碳纳米管的分类 |
1.2.3 碳纳米管的性质 |
1.2.4 碳纳米管在复合材料领域的应用 |
1.3 石墨烯概况 |
1.3.1 石墨烯的结构 |
1.3.2 石墨烯的分类 |
1.3.3 石墨烯的性质 |
1.3.4 石墨烯在复合材料领域的应用 |
1.4 石墨烯/碳纳米管杂化材料的发展及其应用 |
1.5 课题意义及主要研究内容 |
1.6 本文的创新性 |
第2章 实验材料与表征方法 |
2.1 实验材料与试剂 |
2.2 实验设备与仪器 |
2.3 材料的测试 |
2.3.1 硬度测试 |
2.3.2 密度测试 |
2.3.3 摩擦性能测试 |
2.3.4 形貌表征 |
2.4 结构与形貌 |
2.4.1 X射线衍射(XRD) |
2.4.2 扫描电子显微镜(SEM) |
2.4.3 透射电子显微镜(TEM) |
2.4.4 拉曼光谱(Raman) |
2.4.5 X射线光电子能谱(XPS) |
第3章 碳纳米管与石墨烯化学镀镍 |
3.1 样品制备 |
3.2 碳纳米管镀镍 |
3.2.1 XRD |
3.2.2 SEM和 TEM |
3.3 石墨烯镀镍 |
3.3.1 XRD |
3.3.2 SEM和 TEM |
3.4 本章小结 |
第4章 碳纳米管增强镍基复合材料的制备及摩擦学性能 |
4.1 样品制备 |
4.2 结果与讨论 |
4.2.1 密度与硬度 |
4.2.2 摩擦系数 |
4.2.3 磨损表面形貌 |
4.2.4 磨损率 |
4.2.5 摩擦磨损机制 |
4.3 本章小结 |
第5章 石墨烯增强镍基复合材料的制备及摩擦学性能 |
5.1 样品制备 |
5.2 结果与讨论 |
5.2.1 密度与硬度 |
5.2.2 摩擦系数 |
5.2.3 磨损表面形貌 |
5.2.4 磨损率 |
5.2.5 摩擦磨损机制 |
5.3 本章小结 |
第6章 碳纳米杂化结构增强镍基复合材料的制备及摩擦学性能 |
6.1 样品制备 |
6.2 结果与讨论 |
6.2.1 密度与硬度 |
6.2.2 摩擦系数 |
6.2.3 磨损表面形貌 |
6.2.4 磨损率 |
6.2.5 摩擦磨损机制 |
6.3 本章小结 |
第7章 碳纳米杂化结构增强镍铝基复合材料的制备及海水环境下的摩擦学性能 |
7.1 样品制备 |
7.2 结果与讨论 |
7.2.1 密度与硬度 |
7.2.2 摩擦系数 |
7.2.3 磨损表面形貌 |
7.2.4 磨损率 |
7.2.5 磨损表面SEM |
7.2.6 磨损表面Raman |
7.2.7 磨损表面XPS |
7.3 本章小结 |
总结与展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读硕士学位期间所发表的学术论文 |
(3)碳纳米管和氮化硅晶须对Mo2FeB2基金属陶瓷组织与性能的影响(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的制备工艺 |
1.2.1 混料球磨 |
1.2.2 成型工艺 |
1.2.3 烧结工艺 |
1.2.4 后处理 |
1.3 Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的液相烧结 |
1.3.1 相变过程 |
1.3.2 烧结过程 |
1.4 Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的组织和性能研究 |
1.4.1 Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的显微组织结构 |
1.4.2 Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的性能研究 |
1.5 合金元素对Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的影响 |
1.5.1 Mo/B原子比例的影响 |
1.5.2 C含量的影响 |
1.5.3 Cr元素的影响 |
1.5.4 Ni元素的影响 |
1.5.5 Mn元素的影响 |
1.5.6 V元素的影响 |
1.6 金属陶瓷的强韧化研究 |
1.6.1 碳纳米管在增强复合材料中的研究 |
1.6.2 晶须在增强复合材料中的研究 |
1.7 研究目的与意义 |
第二章 实验材料及研究方法 |
2.1 实验材料 |
2.1.1 金属陶瓷粉末原料 |
2.1.2 多壁碳纳米管 |
2.1.3 氮化硅晶须 |
2.1.4 实验所用化学试剂 |
2.2 实验设备 |
2.3 实验方案 |
2.3.1 碳纳米管表面化学镀镍 |
2.3.2 氮化硅晶须表面化学镀镍 |
2.3.3 碳纳米管/氮化硅晶须混杂增强金属陶瓷的制备 |
2.4 碳纳米管/氮化硅晶须复合材料的性能测试 |
2.4.1 硬度分析 |
2.4.2 金相显微镜分析 |
2.4.3 扫描电镜观察及成分分析 |
2.4.4 XRD物相分析 |
2.4.5 压痕法测量断裂韧性 |
2.4.6 抗弯强度分析 |
第三章 碳纳米管/氮化硅晶须化学镀镍 |
3.1 引言 |
3.2 碳纳米管化学镀镍过程 |
3.2.1 碳纳米管的镀前处理 |
3.2.2 碳纳米管化学镀镍 |
3.2.3 碳纳米管化学镀镍的表征 |
3.3 氮化硅晶须化学镀镍过程 |
3.3.1 氮化硅晶须的镀前处理 |
3.3.2 氮化硅晶须化学镀镍 |
3.3.3 氮化硅晶须化学镀镍的表征 |
3.4 本章小结 |
第四章 添加碳纳米管对Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的组织和性能的影响 |
4.1 引言 |
4.2 试验方法 |
4.3 添加碳纳米管对Mo_2FeB_2 基金属陶瓷显微组织的影响 |
4.3.1 添加镀镍碳纳米管对组织的影响 |
4.3.2 添加未镀镍碳纳米管对组织的影响 |
4.4 不同碳纳米管添加量下Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的物相分析 |
4.5 添加碳纳米管Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的断口分析 |
4.5.1 添加镀镍碳管Mo_2FeB_2 基金属陶瓷断口 |
4.5.2 添加未镀镍碳管Mo_2FeB_2 基金属陶瓷断口 |
4.5.3 Mo_2FeB_2 基金属陶瓷断口处的碳纳米管形貌 |
4.6 添加碳纳米管对Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的力学性能的影响 |
4.7 添加碳纳米管Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的裂纹扩展路径 |
4.8 碳纳米管对Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的作用机理分析 |
4.9 本章小结 |
第五章 添加Si_3N_4 晶须对Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的组织和性能的影响 |
5.1 引言 |
5.2 试验方法 |
5.3 添加Si_3N_4 晶须对Mo_2FeB_2 基金属陶瓷显微组织的影响 |
5.3.1 添加镀镍Si_3N_4 晶须对组织的影响 |
5.3.2 添加未镀镍Si_3N_4 晶须对组织的影响 |
5.4 不同Si_3N_4 晶须添加量下Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的物相分析 |
5.5 添加Si_3N_4 晶须Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的断口分析 |
5.5.1 添加镀镍Si_3N_4 晶须Mo_2FeB_2 基金属陶瓷断口 |
5.5.2 添加未镀镍Si_3N_4 晶须Mo_2FeB_2 基金属陶瓷断口 |
5.6 添加Si_3N_4 晶须对Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的力学性能的影响 |
5.7 添加Si_3N_4 晶须Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的裂纹扩展路径 |
5.8 Si_3N_4 晶须对Mo_2FeB_2 基金属陶瓷的作用机理分析 |
5.9 本章小结 |
第六章 全文主要结论 |
致谢 |
参考文献 |
附录1 攻读硕士学位期间发表的论文 |
(4)铜基碳纳米管复合材料的制备及其性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第1章 绪论 |
1.1 碳纳米管简介 |
1.1.1 碳纳米管结构 |
1.1.2 碳纳米管分类 |
1.1.3 碳纳米管的性能 |
1.1.4 碳纳米管的预处理 |
1.2 碳纳米管金属复合材料的制备现状及问题 |
1.2.1 碳纳米管金属复合粉末的制备 |
1.2.2 CNTs/金属复合块体材料的制备 |
1.3 碳纳米管金属基复合材料的性能现状分析 |
1.3.1 界面分析 |
1.3.2 力学分析 |
1.3.3 导电性与导热性分析 |
1.4 本文的主要研究内容 |
1.5 本文研究的意义 |
第2章 镍包覆碳纳米管复合粉末的制备 |
2.1 碳纳米管表面化学镀镍 |
2.1.1 KBH4 法制备CNTs/Ni复合粉末 |
2.1.2 PdCl2 法制备CNTs/Ni复合粉末 |
2.2 样品检测 |
2.2.1 拉曼光谱测试 |
2.2.2 扫描电镜(SEM)表征 |
2.2.3 X射线衍射(XRD)表征 |
2.3 本章小结 |
第3章 铜基碳纳米管复合材料的制备 |
3.1 模具设计 |
3.2 铜粉末的差热扫描分析(DSC) |
3.2.1 DSC原理简介 |
3.2.2 DSC实验过程 |
3.2.3 DSC曲线分析 |
3.3 块体烧结工艺 |
3.4 制块实验过程 |
3.5 样品检测 |
3.5.1 硬度测试 |
3.5.2 致密度测试 |
3.5.3 抗拉强度测试 |
3.5.4 导电性测试 |
3.5.5 导热率测试 |
3.6 本章小结 |
第4章 碳纳米管镀镍实验的结果与分析 |
4.1 扫描电镜(SEM)分析 |
4.2 XRD分析 |
4.3 拉曼光谱分析 |
4.4 超声震荡对反应的影响 |
4.5 浓度对碳纳米管分散的影响 |
4.6 温度对反应的影响 |
4.7 本章小结 |
第5章 铜基碳纳米管复合材料结果与分析 |
5.1 碳纳米管在铜基体的分布状态 |
5.2 拉伸与断裂形貌分析 |
5.3 能谱(EDS)化学成分分析 |
5.4 硬度与密度分析 |
5.5 导热性分析 |
5.6 导电性分析 |
5.7 本章小结 |
第6章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
致谢 |
参考文献 |
攻读硕士期间参加的科研项目 |
(5)纳米碳材料增强AZ31镁基复合材料的制备与力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 镁简介 |
1.1.2 镁合金简介 |
1.2 镁基复合材料简介 |
1.2.1 镁基复合材料的增强体类型 |
1.2.2 镁基复合材料的界面特征 |
1.2.3 镁基复合材料的力学性能 |
1.3 镁基复合材料的制备工艺 |
1.3.1 搅拌铸造法 |
1.3.2 挤压铸造法 |
1.3.3 搅拌摩擦法 |
1.3.4 粉末冶金法 |
1.4 纳米碳材料增强金属基复合材料的研究现状 |
1.4.1 碳纳米管简介 |
1.4.2 石墨烯简介 |
1.4.3 碳纳米管增强金属基复合材料概述 |
1.4.4 石墨烯增强金属基复合材料概述 |
1.5 碳纳米管和石墨烯的分散工艺 |
1.5.1 碳纳米管分散工艺研究现状 |
1.5.2 石墨烯分散工艺研究现状 |
1.5.3 分散工艺种类 |
1.6 镀镍工艺 |
1.7 复合材料的热挤压变形 |
1.8 本课题研究内容 |
第2章 实验材料和测试方法 |
2.1 复合材料的制备 |
2.1.1 实验材料 |
2.1.2 碳纳米管和石墨烯增强AZ31复合材料的制备工艺 |
2.2 实验方法和实验过程 |
2.2.1 化学镀镍工艺 |
2.2.2 增强体前驱体制备工艺 |
2.2.3 冷压工艺 |
2.2.4 真空热压烧结工艺 |
2.2.5 热挤压工艺 |
2.3 样品表征 |
2.3.1 拉曼散射分析 |
2.3.2 X射线衍射测试 |
2.3.3 光学显微组织分析 |
2.3.4 扫描电子显微分析 |
2.3.5 透射电子显微分析 |
2.4 性能测试 |
2.4.1 显微硬度测试 |
2.4.2 力学性能测试 |
2.4.3 摩擦磨损性能测试 |
第3章 碳纳米管增强AZ31镁基复合材料的制备工艺研究 |
3.1 引言 |
3.2 碳纳米管预处理工艺研究 |
3.2.1 碳纳米管的分散工艺研究 |
3.2.2 碳纳米管镀镍处理工艺 |
3.3 冷压坯料的制备工艺研究 |
3.3.1 前驱体的球磨工艺 |
3.3.2 复合材料粉体的磁力搅拌工艺 |
3.3.3 复合材料粉体的冷压工艺 |
3.4 真空热压烧结法制备碳纳米管增强AZ31复合材料工艺研究 |
3.4.1 碳纳米管添加量对复合材料显微组织的影响 |
3.4.2 烧结温度对复合材料显微硬度的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 热挤压对碳纳米管增强AZ31镁基复合材料性能的影响研究 |
4.1 前言 |
4.2 不同碳纳米管添加量对挤压态复合材料显微组织影响 |
4.2.1 不同碳纳米管添加量的复合材料XRD分析 |
4.2.2 不同碳纳米管添加量的复合材料显微组织分析 |
4.2.3 β-Mg_(17)Al_(12)相析出的热力学分析 |
4.3 不同碳纳米管添加量对挤压态复合材料力学性能的影响 |
4.3.1 不同碳纳米管添加量对挤压态复合材料显微硬度的影响 |
4.3.2 不同碳纳米管添加量对挤压态复合材料拉伸性能的影响 |
4.4 碳纳米管增强AZ31镁基复合材料断裂特征 |
4.5 碳纳米管在复合材料中的分布 |
4.6 挤压态复合材料强化机制 |
4.6.1 屈服强度的强化机制 |
4.6.2 复合材料抗拉强度增强机制 |
4.6.3 碳纳米管的增强效率 |
4.7 本章小结 |
第5章 石墨烯增强AZ31镁基复合材料的摩擦磨损性能研究 |
5.1 前言 |
5.2 石墨烯镀镍工艺研究 |
5.2.1 镀镍石墨烯的微观形貌 |
5.2.2 镀镍石墨烯增强AZ31镁基复合材料XRD分析 |
5.2.3 镀镍石墨烯的拉曼光谱分析 |
5.3 石墨烯增强AZ31复合材料的微观形貌及组织特征 |
5.3.1 增强体前驱体微观形貌 |
5.3.2 石墨烯添加量对挤压态复合材料显微组织的影响 |
5.4 石墨烯对挤压态复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响 |
5.4.1 石墨烯对挤压态复合材料显微硬度的影响 |
5.4.2 石墨烯对挤压态复合材料压缩性能的影响 |
5.4.3 石墨烯增强AZ31镁基复合材料压缩断口形貌 |
5.4.4 添加石墨烯对挤压态复合材料摩擦系数的影响 |
5.4.5 添加石墨烯对复合材料磨损率的影响 |
5.5. 石墨烯增强AZ31镁基复合材料磨损强化机理 |
5.5.1 复合材料磨损表面微观形貌 |
5.5.2 磨损强化机理分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 碳纳米管与石墨烯协同增强AZ31镁基复合材料的力学性能及增强机理研究 |
6.1 前言 |
6.2 添加碳纳米管对石墨烯分散的影响 |
6.3 碳纳米管和石墨烯协同增强AZ31镁基复合材料的组织特征 |
6.3.1 碳纳米管和石墨烯协同增强AZ31镁基复合材料显微组织 |
6.3.2 碳纳米管和石墨烯协同增强AZ31镁基复合材料XRD分析 |
6.4 碳纳米管和石墨烯协同增强AZ31镁基复合材料力学性能 |
6.4.1 不同添加比例的增强体对复合材料显微硬度的影响 |
6.4.2 协同增强复合材料拉伸性能研究 |
6.4.3 协同增强复合材料压缩性能研究 |
6.5 添加碳纳米管对挤压态石墨烯增强AZ31镁基复合材料断裂行为的影响 |
6.6 碳纳米管和石墨烯协同增强机制 |
6.6.1 Hall-Petch强化机制 |
6.6.2 Orowan强化机制 |
6.6.3 载荷传递强化机制 |
6.6.4 热错配强化机制 |
6.7 本章小结 |
结论 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的论文和取得的科研成果 |
致谢 |
个人简历 |
(6)柔性超薄短切碳纤维复合材料的成型及其电磁屏蔽性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
主要物理量名称及缩略词 |
第一章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 电磁辐射危害及课题意义 |
1.2.1 电磁辐射危害 |
1.2.2 本课题研究意义 |
1.3 电磁屏蔽基本理论 |
1.4 电磁屏蔽材料及成型工艺研究现状 |
1.4.1 树脂基电磁屏蔽材料及成型 |
1.4.2 薄膜型电磁屏蔽材料及成型 |
1.4.3 泡沫电磁屏蔽材料及成型 |
1.5 课题来源和本文的研究内容 |
1.5.1 课题来源 |
1.5.2 课题研究目标 |
1.5.3 课题的研究内容 |
第二章 柔性超薄短切碳纤维复合材料成型及表征 |
2.1 引言 |
2.2 实验材料 |
2.3 短切碳纤维复合材料成型 |
2.3.1 柔性超薄CEF-NF成型 |
2.3.2 CEF-NF/PC复合材料成型 |
2.4 实验性能测试方法 |
2.4.1 四探针电导率测试方法 |
2.4.2 轴向拉伸性能测试方法 |
2.4.3 法兰同轴电磁屏蔽性能测试方法 |
2.5 材料表征测试方法 |
2.5.1 超景深三维显微观察 |
2.5.2 扫描电子显微测试 |
2.5.3 X射线衍射测试 |
2.6 本章小结 |
第三章 柔性超薄短切碳纤维复合材料电磁屏蔽性能探究 |
3.1 引言 |
3.2 电磁屏蔽性能表征 |
3.2.1 实际电磁屏蔽性能 |
3.2.2 潜在电磁屏蔽性能 |
3.3 CEF-NF材料电磁屏蔽性能探究 |
3.3.1 CEF-NF材料的微观结构观察 |
3.3.2 面密度对电磁屏蔽性能的影响 |
3.3.3 纤维长度对电磁屏蔽性能的影响 |
3.3.4 纤维含量对电磁屏蔽性能的影响 |
3.4 CEF-NF材料电磁波屏蔽机理探究 |
3.5 CEF-NF/PC二次热压成型对材料性能的影响 |
3.6 本章小结 |
第四章 镀镍改性的柔性超薄短切碳纤维复合材料成型及性能探究 |
4.1 引言 |
4.2 镀镍CEF-NF/PC复合材料成型 |
4.3 镀镍CEF-NF/PC复合材料二次热压参数探究 |
4.4 镀镍CEF-NF/PC复合材料微观形貌观察 |
4.5 镀镍层元素及镍晶体分析 |
4.5.1 X射线能谱分析 |
4.5.2 X射线衍射分析 |
4.6 镀镍CEF-NF/PC复合材料的性能探究 |
4.6.1 电性能 |
4.6.2 电磁屏蔽性能及屏蔽机理 |
4.6.3 拉伸性能 |
4.7 本章小结 |
第五章 多层短切碳纤维复合材料成型及性能探究 |
5.1 引言 |
5.2 多层CEF-NF/PC复合材料设计与成型 |
5.2.1 多层结构电磁屏蔽机理 |
5.2.2 多层CEF-NF/PC复合材料成型 |
5.3 多层CEF-NF/PC复合材料的微观结构表征 |
5.3.1 多层吸波CEF-NF/PC复合材料 |
5.3.2 多层镀镍CEF-NF/PC复合材料 |
5.4 多层CEF-NF/PC复合材料的电磁屏蔽性能探究 |
5.4.1 多层吸波CEF-NF/PC复合材料 |
5.4.2 多层镀镍CEF-NF/PC复合材料 |
5.5 本章小结 |
结论与展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间取得的研究成果 |
致谢 |
附件 |
(7)ZTAp-TiCp增强铁基复合材料的制备及磨损性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 引言 |
1.1 金属基复合材料概述 |
1.2 颗粒增强金属基复合材料 |
1.2.1 颗粒增强金属基复合材料的发展 |
1.2.2 PRMMCs的基体 |
1.2.3 PRMMCs的增强相 |
1.3 化学镀 |
1.3.1 化学镀概述及特点 |
1.3.2 化学镀研究现状 |
1.4 PRMMCs的制备工艺 |
1.4.1 粉末冶金工艺 |
1.4.2 原位合成技术 |
1.5 磨料磨损 |
1.5.1 磨料磨损概述 |
1.5.2 磨料磨损研究现状 |
1.6 研究意义及研究内容 |
1.6.1 研究意义 |
1.6.2 技术路线 |
1.6.3 主要研究内容 |
1.7 本章小结 |
2 铁基合金基体制备与性能研究 |
2.1 实验原材料 |
2.1.1 铁基自熔合金 |
2.1.2 聚乙烯醇 |
2.2 铁基合金基体制备工艺 |
2.2.1 材料设计 |
2.2.2 混料 |
2.2.3 压制成型 |
2.2.4 烧结 |
2.3 铁基合金基体组织结构分析 |
2.3.1 XRD物相分析 |
2.3.2 显微组织分析 |
2.4 铁基合金基体物理性能测试 |
2.5 本章小结 |
3 原位合成TiCp颗粒增强铁基复合材料制备及表征 |
3.1 热力学及动力学分析 |
3.1.1 原位合成TiCp热力学计算 |
3.1.2 原位合成TiCp动力学分析 |
3.2 材料设计及制备 |
3.2.1 材料设计 |
3.2.2 原材料选择 |
3.2.3 材料制备工艺 |
3.3 组织结构及性能研究 |
3.3.1 不同碳源引入方式对TiCp增强铁基复合材料的影响 |
3.3.2 TiCp增强铁基复合材料物相分析 |
3.3.3 TiCp增强铁基复合材料显微组织分析 |
3.3.4 TiCp增强铁基复合材料硬度及密度 |
3.3.5 TiCp增强机理 |
3.4 本章小结 |
4 ZTAp表面化学镀镍研究 |
4.1 ZTAP表面化学镀镍工艺 |
4.1.1 ZTAp预处理 |
4.1.2 ZTAp化学镀镍 |
4.1.3 ZTAp表面镍层检测 |
4.2 不同工艺参数对ZTAP化学镀的影响 |
4.2.1 pH值对ZTAp化学镀镍的影响 |
4.2.2 装载量对ZTAp化学镀镍的影响 |
4.2.3 温度对ZTAp化学镀镍的影响 |
4.3 ZTAP表面化学镀镍层组织结构 |
4.3.1 镀镍ZTAp物相分析 |
4.3.2 镀层显微结构及厚度 |
4.4 ZTAP表面化学镀镍层形成机理 |
4.4.1 化学镀理论 |
4.4.2 化学镀镍形核及长大理论 |
4.5 本章小结 |
5 ZTAp-TiCp增强铁基复合材料制备及表征 |
5.1 ZTAP-TICP增强铁基复合材料设计及原材料 |
5.1.1 ZTAp-TiCp增强铁基复合材料设计 |
5.1.2 ZTAp-TiCp增强铁基复合材料原材料 |
5.2 ZTAP-TICP颗粒增强铁基复合材料制备工艺 |
5.2.1 ZTAp-TiCp颗粒增强铁基复合材料制备方法 |
5.2.2 ZTAp-TiCp颗粒增强铁基复合材料组织结构及性能 |
5.3 ZTAP增强铁基复合材料相结构及性能表征 |
5.3.1 ZTAp增强铁基复合材料物相分析 |
5.3.2 不同ZTAp颗粒对复合材料密度影响 |
5.3.3 不同ZTAp颗粒对复合材料硬度影响 |
5.4 ZTAP-TICP增强铁基复合材料显微组织及界面 |
5.4.1 ZTAp-TiCp增强铁基复合材料显微组织 |
5.4.2 ZTAp-TiCp增强铁基复合材料界面 |
5.5 本章小结 |
6 ZTAp-TiCp增强铁基复合材料热处理强化研究 |
6.1 热处理强化设计 |
6.2 热处理强化工艺 |
6.2.1 淬火介质 |
6.2.2 淬火温度 |
6.2.3 淬火保温时间 |
6.2.4 回火温度 |
6.3 热处理强化机理 |
6.3.1 热处理对Fe45m显微组织影响 |
6.3.2 热处理对ZTAp-TiCp增强铁基复合材料显微组织影响 |
6.4 本章小结 |
7 ZTAp-TiCp增强铁基复合材料磨损性能研究 |
7.1 实验方法 |
7.2 两体磨料磨损性能研究 |
7.2.1 两体磨料磨损试验结果 |
7.2.2 ZTAp-TiCp/Fe45基体磨料磨损机理 |
7.2.3 ZTAp对ZTAp-TiCp/Fe45耐磨性的影响 |
7.3 三体磨料磨损性能研究 |
7.3.1 三体磨料磨损试验结果 |
7.3.2 三体磨料磨损机理研究 |
7.4 增强颗粒的抗磨机理研究 |
7.4.1 ZTAp的磨料划伤机制 |
7.4.2 TiCp的磨料划伤机制 |
7.5 ZTAP与TICP混杂增强磨损性能机制 |
7.6 本章小结 |
8 结论与展望 |
8.1 结论和创新点 |
8.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
(8)碳纳米管增强AZ91D复合材料组织与力学性能研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
论文的主要创新与贡献 |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 碳纳米管及其分散性 |
1.2.1 碳纳米管的结构与性能 |
1.2.2 碳纳米管化学修饰 |
1.2.3 碳纳米管分散方法 |
1.3 碳纳米管增强镁基复合材料的研究现状 |
1.3.1 碳纳米管增强镁基复合材料的制备工艺研究现状 |
1.3.2 碳纳米管增强镁基复合材料的力学性能研究现状 |
1.3.3 碳纳米管增强镁基复合材料的界面特征研究现状 |
1.4 选题目的及意义 |
1.5 主要研究内容 |
第2章 实验方法 |
2.1 实验原材料 |
2.2 主要仪器及设备 |
2.3 碳纳米管增强镁基复合材料的制备方法 |
2.3.1 碳纳米管增强镁基复合材料制备工艺流程 |
2.3.2 CNTs/AZ91D复合材料制备方法 |
2.3.3 Ni-CNTs/AZ91D复合材料制备方法 |
2.3.4 Co-CNTs/AZ91D复合材料制备方法 |
2.4 材料的结构形貌表征及分析 |
2.4.1 X射线衍射分析 |
2.4.2 拉曼光谱分析 |
2.4.3 金相组织观察 |
2.4.4 SEM微观组织和断口形貌分析 |
2.4.5 TEM显微结构和界面分析 |
2.5 材料的性能测试 |
2.5.1 力学性能测试 |
2.5.2 磁性能测试 |
第3章 CNTs/AZ91D复合材料分散性研究 |
3.1 引言 |
3.2 CNTs/AZ91D复合材料预分散 |
3.3 超声工艺参数对CNTs/AZ91D复合材料分散性的影响 |
3.3.1 超声功率对CNTs/AZ91D复合材料分散性的影响 |
3.3.2 超声时间对CNTs/AZ91D复合材料分散性的影响 |
3.3.3 超声温度对CNTs/AZ91D复合材料分散性的影响 |
3.4 碳纳米管含量对铸态CNTs/AZ91D复合材料组织和力学性能的影响 |
3.4.1 碳纳米管含量对铸态CNTs/AZ91D复合材料组织的影响 |
3.4.2 碳纳米管含量对铸态CNTs/AZ91D复合材料力学性能的影响 |
3.5 本章小结 |
第4章 液固挤压CNTs/AZ91D复合材料组织与力学性能研究 |
4.1 引言 |
4.2 挤压工艺参数对复合材料组织和力学性能的影响 |
4.2.1 挤压温度对复合材料组织和力学性能的影响 |
4.2.2 挤压速度对复合材料组织和力学性能的影响 |
4.3 碳纳米管含量对挤压态复合材料组织与力学性能的影响 |
4.3.1 碳纳米管含量对挤压态复合材料组织的影响 |
4.3.2 碳纳米管含量对挤压态复合材料力学性能的影响 |
4.4 碳纳米管增强镁基复合材料增强机制研究 |
4.4.1 载荷传递机制 |
4.4.2 位错强化机制 |
4.5 本章小结 |
第5章 Ni-CNTs/AZ91D复合材料组织与力学性能研究 |
5.1 引言 |
5.2 Mg、Al与 C的润湿性 |
5.3 AZ91D镁合金与碳、镍的静态接触角分析 |
5.4 镀镍前后碳纳米管微观形貌和结构分析 |
5.5 Ni-CNTs含量对复合材料组织与力学性能的影响 |
5.5.1 Ni-CNTs含量对复合材料组织的影响 |
5.5.2 Ni-CNTs含量对复合材料力学性能的影响 |
5.5.3 Ni-CNTs/AZ91D复合材料强化机制 |
5.5.4 Ni-CNTs/AZ91D复合材料弹性模量预测 |
5.5.5 Ni-CNTs含量对复合材料断口形貌的影响 |
5.5.6 Ni-CNTs/Mg复合材料界面分析 |
5.6 本章小结 |
第6章 取向Co-CNTs/AZ91D复合材料组织与力学性能探究 |
6.1 引言 |
6.2 碳纳米管磁场诱导取向研究 |
6.3 磁场工艺参数对Co-CNTs取向性的影响 |
6.3.1 Co-CNTs/AZ91D复合材料制备装置 |
6.3.2 磁场强度对Co-CNTs取向性的影响 |
6.3.3 加热温度对Co-CNTs取向性的影响 |
6.4 取向碳纳米管增强镁基复合材料压缩性能研究 |
6.5 复合材料制备工艺过程Co-CNTs形态变化规律 |
6.6 磁改性碳纳米管的取向机理 |
6.7 本章小结 |
结论与展望 |
1.结论 |
2.展望 |
参考文献 |
攻读博士学位期间发表的学术论文和专利 |
致谢 |
(9)碳纳米材料化学镀镍的研究进展(论文提纲范文)
0前言 |
1 化学镀镍的原理及工艺 |
1.1 化学镀镍的原理 |
1.2 化学镀镍的工艺 |
2 碳纳米材料化学镀镍 |
2.1 碳纳米管化学镀镍 |
2.1.1 化学镀镍工艺的研究 |
2.1.2 化学镀镍对碳纳米管性能的影响 |
2.2 碳纤维化学镀镍 |
2.2.1 有机前驱体碳纤维化学镀镍 |
2.2.2 气相生长碳纤维化学镀镍 |
2.3 石墨烯化学镀镍 |
3 结语 |
四、碳纳米管的化学镀镍研究(论文参考文献)
- [1]镁合金表面镍基镀层工艺及耐磨耐蚀性能研究[D]. 刘晓佳. 西安科技大学, 2020
- [2]石墨烯/碳纳米管杂化增强镍基复合材料的制备与摩擦学性能研究[D]. 雷宇. 兰州理工大学, 2020
- [3]碳纳米管和氮化硅晶须对Mo2FeB2基金属陶瓷组织与性能的影响[D]. 黄辽. 武汉科技大学, 2019(09)
- [4]铜基碳纳米管复合材料的制备及其性能研究[D]. 骆传宇. 西南交通大学, 2019(03)
- [5]纳米碳材料增强AZ31镁基复合材料的制备与力学性能研究[D]. 邬丽群. 哈尔滨工程大学, 2019(04)
- [6]柔性超薄短切碳纤维复合材料的成型及其电磁屏蔽性能研究[D]. 邢迪. 华南理工大学, 2019
- [7]ZTAp-TiCp增强铁基复合材料的制备及磨损性能研究[D]. 范磊. 中国矿业大学(北京), 2019(08)
- [8]碳纳米管增强AZ91D复合材料组织与力学性能研究[D]. 梁军浩. 西北工业大学, 2018(02)
- [9]碳纳米材料化学镀镍的研究进展[J]. 叶勤军,苏勋家,毕松,陈金凯. 电镀与环保, 2017(04)
- [10]碳纳米管的化学镀镍及其复合微管的电磁性[J]. 毛宏达,华正坤,聂敏. 广州化工, 2016(21)