Al/SiC/B₄C/CNT混合纳米复合物的微机械和三元学行为

科学领域:

• 材料科学 材料科学 材料科学
• 机械工程 机械工程
• 纳米技术纳米技术

背景情况:

• 纳米复合材料为各种应用提供了增强的性能.
• 强化选择对于优化复合材料性能至关重要.
• 碳纳米管 (CNT),碳化 (SiC) 和碳化 (B4C) 是潜在的增强材料.

研究的目的:

• 用CNT,SiC和B4C增强的纳米复合材料的制造和特征.
• 为了研究这些纳米复合材料的微机械行为和耐磨性.
• 为了比较B4C增强复合材料与SiC增强复合材料的性能.

主要方法:

• 复合材料制造的挤压合造方法.
• 扫描电子显微镜 (SEM) 和X射线衍射 (XRD) 用于微观结构分析.
• 传输电子显微镜 (TEM) 用于检查强化-矩阵相互作用.
• 用于评估微机械性质 (硬度,模量) 的纳米缩影.
• 磨损测试用于评估表面地形和磨损行为.

主要成果:

• 实现了增强剂的均分布 (2体积% CNT,8-12体积% B4C/SiC).
• 观察到金属间化合物 (Al3BC,Al4C3) 的形成和位移森林.
• 与SiC的12体积%相比,B4C增强复合材料显示纳米硬度 (12%),维克尔硬度 (23%) 和模量 (16%) 的显著增加.
• 通过模型分析验证了实验中的模值.
• B4C复合材料表现出较少的磨损,其特点是较少的剥离坑,较低的磨损宽度和深度.

结论:

• 用B4C增强的纳米复合材料表现出比SiC增强复合材料更好的机械性能和更高的耐磨性.
• 挤压造方法有效分散增强件,以提高复合材料的性能.
• B4C是一种高效的增强剂,用于开发具有改进 tribological 行为的先进矩阵复合材料.