袁振江论文开题报告

《袁振江论文开题报告》由会员上传分享，免费在线阅读，更多相关内容在学术论文-天天文库。

1、毕业设计（论文）开题报告题目高强铝合金碳纳米管表面强化FSP工艺研究专业名称焊接技术与工程班级学号07014241学生姓名袁振江指导教师徐卫平填表日期2011年3月2日一选题的依据及意义搅拌摩擦加工(Frictionstirprocessing,简称FSP),它是由搅拌摩擦焊演变而来的一种固态连接技术，并已广泛应用于铝合金口小。在许多研究中已证明搅拌摩擦加工对铝、镁合金的连接比传统的连接方式有较大的优势，而且，对搅拌摩擦加工过程中搅拌摩擦区微观组织的研究已经证实剧烈的塑性变形导致产生细小的再结品品粒⑼。近年来，

2、FSP技术已经在高强铝合金和铸态铝合金方面得到应用，效果十分显著，使合金性能得到很大程度的提高[10-ll]o相对其它I古I态加工技术，FSP具有不受工件形状和加工环境的限制，而且工艺简单、快速以及对设备要求低等优点，是一种安全、环保、低成本的新型技术。因此，如果采用FSP技术将CRTs添加到高强铝合金表面，将有可能提高材料的性能，述能降低成本。碳纳米管(CarbonNanotubes,CNTs)是一类新型碳材料，是由单层或多层石墨片卷曲而成的中空无缝管状纳米结构。01991年lijima[48]发现以来，其制

3、备、表征和应用研究引起人们的极大兴趣。碳纳米管具有极高的强度、弹性模量和韧性。研究表明，其强度的理论计算值为钢的100倍，但其密度仅为钢的1/6。其弹性模量平均值可达1・8Tpa,最高值可达5Tpa,与金刚石的弹性模量几乎相同，约为钢的5倍。其弹性应变约为5%,最高可达12%,约为钢的60倍，被誉为超级纤维，因此碳纳米管常用作复合材料的增强体。碳纳米管以其特殊的结构，优异的性能，极其广泛的应用范围和极具潜力的应用价值，吸引了全世界科学家的关注。碳纳米管做为增强体添加到铝基复合材料中将提高各个方面性能。这将大大拓

4、宽铝材在航空航天、交通运输等领域中的应用范围。目前制备铝基复合材料通常采用的方法主要有热压法、真空吸铸法、粉末冶金烧结法、半I古I态铸造法等，但各有其局限性，如热压法和真空吸铸法，设备需耍特殊的高压和真空环境;粉末冶金法受温度、压力和设备等的限制；半I古I态铸造法，设备要求高。长期以来，国内外都在致力于寻找出一种实用、简单和效果良好的制备工铝基复合材料因其具有密度低、重量轻，制备工艺简单，成本低，耐腐蚀和加工性能好等优点，所以被广泛应用于航空、航天等各个领域，尤其是高强铝合金材料因其优良的力学性能和显著的减重效

5、果，在国内外得到了广泛的应用，并在航空航天工业上广泛应用于制造飞行器的关键构件和部件。但高强铝合金对应力集中比较敏感，易发生疲劳断裂，致使许多重耍零件发生失效，所以对高强铝合金材料进行表面强化以提高抗疲劳强度和耐磨性将扩大其在航空及其它结构材料领域中的应用。本次试验以LC9超硕铝合金为研究对象，采用FSP技术将碳纳米管粉末添加在LC9超硕铝合金板材的表面，并在其表层形成碳纳米管铝基复合材料，表面强化高强铝合金材料。这对有效利用FSP技术，提高高强铝合金抗疲劳强度、耐磨使用性能，促进高强铝合金在飞行器关键结构承力

6、零部件质量安全可靠性、延长其使用寿命，有着重要的科学意义和现实意义。如果本次试验成功，将扩大LC9超硕铝合金在航空及其它领域结构材料中的应用。二国内外研究概况及发展趋势超硕铝合金为铝、锌、铜、镁系合金。这类合金是室温强度最高的铝合金,经【古I溶处理和时效后，其强度达680MPa,其比强度已相当于超强度钢，在国内外得到了广泛的应用，并在航空航天工业上广泛应用于制造飞行器的关键构件和部件。如果能将碳纳米管作为增强相加入到超硬铝中将很大程度上改善其组织和性能扩大其应用范围有着积极意义。目前，搅拌摩擦加工技术主要应用在

7、材料微观结构改性、细品超塑性材料制备、复合材料制备等方面。2.1碳纳米管的性能及运用碳纳米管的独特结构与其超强力学性能，用它对铝基复合材料改性处理，理论预测可解决碳纤维增强铝基复合材料中存在的三大问题，1、由于碳纳米管管径为纳米级，其晶格缺陷比碳纤维小得多且其强度大大提高；2、由于碳纳米管长径比可达＞103,而长度可小到微米级甚至几百个纳米,其复合材料的各向异性会有极大的改善；3、由于碳纳米管直径小，表面积大，表面活性高，其与金屈基体间湿润性比碳纤维好，且高温稳定，不易与基体金展反应形成脆性界面。理论分析预测，

8、用碳纳米管增强铝合金复合材料，其强度可在1400MPa以上，弹性模量应在200GPa以上，且可保持铝基的高延展性，其性能将接近高性能合金钢。这将大大拓宽铝材在航空航天、交通运输等领域中的应用范围。2.2搅拌摩擦加工在表面改性领域的应用材料的许多重要性能如硕度、耐磨性、耐蚀性等都取决丁材料的表面性质。近年来，研究人员开始尝试利用FSP对材料进行表面改性。2.3镁合金的表面改性高强铝合金材