Данная работа посвящена созданию композитного материала на основе алюминия с добавлением углерода различной модификации: графита, оксида графена, фуллереновой сажи. Метод изготовления композита заключался в механическом измельчении посредством планетарной мельницы и последующим компактировании. Рассмотрены структура и свойства композитов на основе алюминия с различным содержанием углеродной фазы, показано, что композит с 2 масс.% фуллереновой сажи (f.s.) имеет более мелкодисперсную структуру и самую высокую твердость. Сравнивались два метода компактирования композита: горячее прессование и горячая экструзия. Проведено исследование микроструктуры и механических свойств композитного материала. Показано, что образец, полученный горячим прессованием, имеет высокую твердость – 265HV. Образцы, полученные горячей экструзией, обладают высокой прочностью (B=650 МПа) и удовлетворительной пластичностью ( = 4.5%).

The work is devoted to a preparation of an aluminum-based composite with carbon materials of different modification, such as, graphite, oxide graphene, and fullerene soot. The preparation of the material consisted in mechanical grinding and subsequent compacting. The structure and properties of aluminum matrix composites with different concentration and modification of carbon materials were observed. The results show that the composite material with 2wt.% of fullerene soot has a finer structure and the highest hardness. Two methods of compacting were compared: hot pressing and hot extrusion. The microstructure and mechanical properties of the composites were investigated. It was found, that the sample prepared by hot pressing showed a high hardness - 265 HV. The sample prepared by hot extrusion exhibited both high strength ( = 650 MPa) and satisfactory ductility ( = 4.5%).

• ВВЕДЕНИЕ
• ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР ИССЛЕДОВАНИЯ КОМПОЗИЦИОННЫХ МАТЕРИАЛОВ НА ОСНОВЕ АЛЮМИНИЯ УПРОЧНЕННЫМИ УГЛЕРОДНЫМИ НАНОМАТЕРИАЛАМИ
  • 1.1. Общее описание развития углеродных материалов
  • 1.2. Разработка углеродных наноматериалов
    • 1.2.1. Наноматериалы
    • 1.2.2. Краткая история развития углеродных наноматериалов
    • 1.2.3. Применение углеродных наноматериалов
    • 1.2.4. Классификация углеродных наноматериалов
  • 1.3. Обзор нескольких углеродных материалов
    • 1.3.1. Фуллерен
      • 1.3.1.1. Открытие и статус исследования фуллеренов
      • 1.3.1.2. Структура фуллеренов
      • 1.3.1.3. Свойства фуллеренов
      • 1.3.1.4. Получение фуллеренов
      • 1.3.1.5. Применение фуллеренов
    • 1.3.2. Оксид графена
      • 1.3.2.1. Структура и свойства оксида графена
      • 1.3.2.2. Методы получения оксида графена
      • 1.3.2.3. Применения оксида графена
    • 1.3.3. Графит
      • 1.3.3.1. Структура графита
      • 1.3.3.2. Особые свойства графита
  • 1.4. Композиционные материалы на основе алюминия упроченными углеродными наноматериалами
    • 1.4.1. Композиционные материалы на основе алюминия упроченными углеродными нанотрубками
    • 1.4.2. Композиционные наноматериалы на основе алюминия упроченными графенами
    • 1.4.3. Композиционные материалы на основе алюминия упроченными фуллеренами
• ГЛАВА 2. МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДИКА ЭКСПЕРЕМЕНТА
  • 2.1. Исходные материалы
  • 2.2. Методика изготовления композиционных материалов на основе алюминия
    • 2.2.1. Экспериментальная установка изготовления композиционных порошков
    • 2.2.2. Методика изготовления композиционных порошков
    • 2.2.3. Методика изготовления компактных композитов
  • 2.3. Методики исследования композиционных материалов на основе алюминия
    • 2.3.1. Методы исследования композиционных порошков
      • 2.3.1.1. Рентгеноструктурный анализ
      • 2.3.1.2. Сканирующая электронная микроскопия
    • 2.3.2. Методы исследования структуры и измерения свойства компактных композитов
      • 2.3.2.1. Метод исследования микроструктуры
      • 2.3.2.2. Метод измерения плотности
      • 2.3.2.3. Метод измерения твердости
      • 2.3.2.4. Метод измерения прочности
      • 2.3.2.5. Измерение трибологических свойств
      • 2.3.2.6. Измерение электрических свойств
• ГЛАВА 3. ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
  • 3.1. Изучение композиционных порошков на основе алюминия, упрочненного фуллеренами
  • 3.2. Влияние метода компактирования на структуру и свойства композиционного материала на основе алюминия
    • 3.2.1. Влияние типа углеродной фазы на структуру и технологические свойства композиционного материала на основе алюминия
      • 3.2.1.1. Изучение прессуемости композиционных материалов на основе алюминия, упрочненного различными углеродными частицами
      • 3.2.1.2. Изучение микроструктуры и твердости композиционных материалов на основе алюминия, упрочненного различными углеродными частицами
    • 3.2.2. Изучение структуры и свойства композитных материалов Al-f.s., полученных методом горячего прессования
      • 3.2.2.1. Влияние содержания фуллереновой сажей
      • 3.2.2.2. Влияние дополнительного легирования алюминиевой матрицы
      • 3.2.2.3. Сравнение влияния чистых фуллеренов и фуллереновой сажи
    • 3.2.3. Изучение структуры и свойств композитных материалов Al-f.s., полученных методом горячей экструзии
    • 3.2.4. Изучение трибологических свойств композиционных материалов на основе алюминия
    • 3.2.5. Изучение электрического свойства композиционных материалов Al-f.s.
• ОБЩИЕ ВЫВОДЫ
• СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ