CNTs/AZ91复合材料的摩擦磨损性能
Friction and Wear Properties of Carbon Nanotubes/AZ91 Composites
摘 要
采用粉末冶金法和热挤压工艺制备了碳纳米管增强AZ91镁合金(CNTs/AZ91)复合材料，研究了复合材料在干滑动条件下的摩擦磨损性能、磨损形貌及磨损机制，并与AZ91镁合金基体的进行了对比。结果表明：由于CNTs的自润滑和增强作用，复合材料的摩擦磨损性能明显优于基体合金的;随着载荷和CNTs质量分数增加，复合材料的摩擦因数逐渐降低;随着载荷增加，复合材料的磨损量增大;在相同的载荷下，复合材料的磨损量随CNTs质量分数的增大而减小;AZ91镁合金的磨损机制为疲劳磨损和磨粒磨损，复合材料的磨损机制以轻微的粘着磨损和磨粒磨损为主。
镁基复合材料
粉末冶金法
摩擦磨损性能
carbon nanotube
magnesium matrix composite
powder metallurgy method
friction and wear property
Abstract
Carbon nanotubes (CNTs) reinforced AZ91 magnesium alloy composites were fabricated by powder metallurgy method and followed hot extrusion process. The friction and wear properties, wear morphology and wear mechanism of the composites under dry sliding friction conditions were investigated and compared with that of AZ91 magnesium alloy matrix . The results show that the friction and wear properties of the composites were better than that of AZ91 magnesium alloy matrix due to the effect of self-lubricating and strengthening of CNTs. Moreover, the friction factor of the composites gradually declined with the increase the load and the content of CNTs. In addition, wear mass loss of the compositse increased with the increase of the load. However, under the same condition of the load, the wear mass loss of the composites decreased with increase the contents of CNTs. The main wear mechanism of AZ91 magnesium alloy were fatigue wear and abrasive wear, and that of the composites was slight adhesive wear and abrasive wear.
中图分类号 TB331 DOI 10.11973/jxgccl201511023
所属栏目 材料性能及其应用
基金项目 吴俊斌(1991-)，男，江西吉安人，硕士研究生。
收稿日期 2014/10/22
修改稿日期 2015/9/8
网络出版日期
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引用该论文: WU Jun-bin,ZENG Xiao-shu,LUO Lei,YUAN Qiu-hong. Friction and Wear Properties of Carbon Nanotubes/AZ91 Composites[J]. Materials for mechancial engineering, 2015, 39(11): 101～105
吴俊斌,曾效舒,罗雷,袁秋红. CNTs/AZ91复合材料的摩擦磨损性能[J]. 机械工程材料, 2015, 39(11): 101～105
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参考文献
【1】于化顺.金属基复合材料及其制备技术［M］.北京：化学工业出版社，2006.
【2】CHAWLA N，CHAWLA K K. Metal matrix composites ［M］.New York ：Springer，2006：1.
【3】杨益，杨盛良. 碳纳米管增强金属基复合材料的研究现状及展望［J］.材料导报，2007，21(5)：182-184.
【4】陈文亮，黄春平，柯黎明. 碳纳米管增强铜基复合材料的研究进展［J］.机械工程材料，2012，36(6)：5-8.
【5】CHEN H，ALPAS A T. Sliding wear map for the magnesium alloy Mg-9Al-0.9 Zn (AZ91) ［J］.Wear，2000，246(1/2)：106-116.
【6】姜靖雯，彭峰. 碳纳米管应用研究现状与进展［J］.材料科学与工程学报，2002,21(3)：464-468.
【7】许玮，胡锐，高媛，等. 碳纳米管增强铜基复合材料的载流摩擦磨损性能研究［J］.摩擦学学报，2010，30(3)：303-307.
【8】姜金龙，戴剑锋，袁晓明，等. 纳米碳管/铝基复合材料的制备及摩擦磨损性能研究［J］.摩擦学学报，2007，27(3)：219-223.
【9】李维学，徐莺歌，郝远，等. 碳纳米管增强AZ91D镁基复合材料的力学性能研究［J］.甘肃科学学报，2010，22(2)：34-37.
【10】LIU S Y，GAO F P，ZHANG Q Y，et al. Fabrication of carbon nanotubes reinforced AZ91D composites by ultrasonic processing ［J］.Transactions of Nonferrous Metals Society of China，2010，20(7)：1222-1227.
【11】MINA M B，AMAL M E，ABDALLA W. Friction and wear behavior of Al-CNT composites ［J］.Wear，2013，307：164-173.
【12】ZHANG Z，CHEN D L. Consideration of Orowan strengthening effect in particulate reinforced metal matrix nanocomposites：a model for predicting their yield strength ［J］.Scripta Materialia，2006，54(7)：1321-1326.
【13】LI H P，KANG J L，HE C N，et al. Mechanical properties and interfacial analysis of aluminum matrix composites reinforced by carbon nanotubes with diverse structures［J］.Materials Science and Engineering: A，2013，577：120-124.
【14】KIM I Y，LEE J H，LEE G S，et al. Friction and wear characteristics of the carbon nanotube-aluminum composites with different manufacturing conditions ［J］.Wear，2009，267(1/4)：593-598.
【2】CHAWLA N，CHAWLA K K. Metal matrix composites ［M］.New York ：Springer，2006：1.
【3】杨益，杨盛良. 碳纳米管增强金属基复合材料的研究现状及展望［J］.材料导报，2007，21(5)：182-184.
【4】陈文亮，黄春平，柯黎明. 碳纳米管增强铜基复合材料的研究进展［J］.机械工程材料，2012，36(6)：5-8.
【5】CHEN H，ALPAS A T. Sliding wear map for the magnesium alloy Mg-9Al-0.9 Zn (AZ91) ［J］.Wear，2000，246(1/2)：106-116.
【6】姜靖雯，彭峰. 碳纳米管应用研究现状与进展［J］.材料科学与工程学报，2002,21(3)：464-468.
【7】许玮，胡锐，高媛，等. 碳纳米管增强铜基复合材料的载流摩擦磨损性能研究［J］.摩擦学学报，2010，30(3)：303-307.
【8】姜金龙，戴剑锋，袁晓明，等. 纳米碳管/铝基复合材料的制备及摩擦磨损性能研究［J］.摩擦学学报，2007，27(3)：219-223.
【9】李维学，徐莺歌，郝远，等. 碳纳米管增强AZ91D镁基复合材料的力学性能研究［J］.甘肃科学学报，2010，22(2)：34-37.
【10】LIU S Y，GAO F P，ZHANG Q Y，et al. Fabrication of carbon nanotubes reinforced AZ91D composites by ultrasonic processing ［J］.Transactions of Nonferrous Metals Society of China，2010，20(7)：1222-1227.
【11】MINA M B，AMAL M E，ABDALLA W. Friction and wear behavior of Al-CNT composites ［J］.Wear，2013，307：164-173.
【12】ZHANG Z，CHEN D L. Consideration of Orowan strengthening effect in particulate reinforced metal matrix nanocomposites：a model for predicting their yield strength ［J］.Scripta Materialia，2006，54(7)：1321-1326.
【13】LI H P，KANG J L，HE C N，et al. Mechanical properties and interfacial analysis of aluminum matrix composites reinforced by carbon nanotubes with diverse structures［J］.Materials Science and Engineering: A，2013，577：120-124.
【14】KIM I Y，LEE J H，LEE G S，et al. Friction and wear characteristics of the carbon nanotube-aluminum composites with different manufacturing conditions ［J］.Wear，2009，267(1/4)：593-598.
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