117 / 2021-05-27 17:32:29

碳纳米管增强锌铝合金基复合材料制备及其摩擦磨损性能研究

采用机械球磨工艺将碳纳米管（CNTs）均匀分散在复合粉末当中，并利用粉末冶金法制备了CNTs增强锌铝合金基复合材料。通过显微组织观察，力学性能检测，摩擦学性能测试，系统研究了球磨工艺对CNTs的分散性及结构完整性、CNTs含量对复合材料的硬度及摩擦磨损性能影响。研究结果表明：当球磨转速为250 rpm，球磨时间为120 min时，CNTs的分散性能及结构完整性能最佳；CNTs具有细化晶粒效果，当其含量为0.5 wt. %时，复合材料晶粒尺寸最小，硬度达到最大值;对于摩擦学性能，复合材料的摩擦系数和磨损率随着CNTs含量增加呈先下降后上升趋势，当CNTs含量为0.5 wt. %时，复合材料具有最佳的减摩耐磨性能，其磨损率仅为原基体材料的一半。CNTs的加入使得基体材料硬度变大，抵抗塑性变形能力增强，复合材料磨损量减少，并且在摩擦过程中的剪切应力导致CNTs从基体中暴露，与材料表面氧化物形成“金属氧化物-CNTs”复合固体润滑薄膜，从而起到了减摩效果。