碳纳米管含量对碳纳米管增强铝合金复合材料力学性能的影响

利用粉末冶金法制备碳纳米管增强铝合金复合材料,研究不同碳纳米管含量对材料力学性能的影响。采用扫描电子显微镜观察球磨粉末的微观形貌,并对碳纳米管的增强机制进行探讨。结果表明：随着碳纳米管质量分数的增加,复合材料的抗拉强度呈现先增大后减小的趋势。当CNT含量小于3G（质量分数）时,复合材料的强度与理论值基本一致;但CNT含...     

碳纳米管对PP/SPTW复合材料力学性能的影响

目的研究不同含量的多壁碳纳米管(CNT)对聚丙烯/六钛酸钾晶须复合材料力学性能的影响。方法将经表面改性处理的多壁碳纳米管与改性过的六钛酸钾晶须、聚丙烯(PP)、马来酸酐接枝聚丙烯(PP-g-MAH),采用熔融共混法,利用双辊开炼机熔融共混制得PP/PP-g-MAH/SPTW/碳纳米管复合材料。比较不同含量的改性多壁碳纳米管对PP/PP-g-MAH/SPTW复合材料力学性能的影响。结果多壁碳纳米管表面经过混酸处理后,在复合材料中分散均匀,与聚合物基体界面间结合良好,对复合材料起到增韧增强作用,但是当碳纳米管质量分数较大时,开始出现团聚现象,反而使复合材料的力学性能降低。结论当碳纳米的质量分数为0.5%左右时,复合材料力学性能最佳。     

聚对苯二甲酸乙二醇酯/多壁碳纳米管复合材料制备与性能研究

通过微型双螺杆挤出机熔融共混制备了聚对苯二甲酸乙二醇酯(PET)/碳纳米管(CNT)复合材料。采用表面电阻仪、场发射扫描电镜(FESEM)和差示扫描量热仪(DSC)研究了多壁碳纳米管(MWNT)和羧基化多壁碳纳米管(MWNT-COOH)对复合材料导电性能与结晶性能的影响。结果表明,当CNT含量1%(质量分数)时,CNT在PET中形成三维导电网络,复合材料具有抗静电和导电功能,MWNT-COOH分散性好,与PET有较强的界面结合和相互作用,复合材料的导电性优于PET/MWNT。复合材料的结晶放热峰温度大幅提高,比PET高40多℃,0.1%(质量分数)含量的CNT就有非常明显的异相成核与诱导结晶作用。同时,复合材料的结晶度增加,熔点略微升高。     

碳纳米管聚合物复合材料的力学性质

用二甲基甲酰胺表面活性剂来超声分散多壁碳纳米管,制备成碳纳米管增强的环氧树脂基聚合物。常温下力学性能测试表明,随着碳纳米管含量的增加,其弹性模量先增后降。在50℃时,对于碳纳米管含量≤1%(质量分数)的复合材料,经历了可逆的粘弹性阶段后进入塑性变形,且温度对复合材料的弹性模量和拉伸强度影响较大;而对于碳纳米管含量>1%的复合材料,其力学性能反而发生退化。     

碳纳米管含量对铝基复合材料力学性能的影响

采用搅拌摩擦加工技术制备了多壁碳纳米管增强铝基(MWCNTs/Al)复合材料,研究了碳纳米管含量对复合材料力学性能的影响规律。结果表明,MWCNTs的添加对铝基复合材料的力学性能影响显著,随着MWCNTs含量的增加,MWCNTs/Al复合材料的硬度、弹性模量、强度都逐渐提高;当碳纳米管含量为6.6%(体积分数)时,复合材料强度达218 MPa,为基体材料的2.24倍;随MWCNTs含量的增加,MWCNTs/Al复合材料的塑性逐渐变差,拉伸延伸率逐渐降低,断口韧窝逐渐变小、变浅。     

碳纳米管增强PA6纤维的性能

将碳纳米管(CNT)在分散剂或分散剂和聚合物(PA6)载体中处理后制备出两种母粒,将其作为增强材料分别和PA6切片熔融共混纺丝,制备出碳纳米管的增强PA6纤维,研究其结构和力学性能.CNT含量低于0.5%(质量分数)时,使用两种母粒制备出的纤维强度和模量都提高,NT含量为0.03%时增强的效果最好.由碳纳米管和分散剂组成的母粒增强效果更好,NT的含量为0.03%时就能使PA6纤维的强度和模量分别提高23%和76%.这种增强纤维是一种微纤增强纤维,纳米CNT在纤维中均匀分散且沿着纤维轴的方向取向.这种结构能有效地转移载荷,具有增强作用,且取向性越好,增强效果越好.     

原位预浸工艺制备碳纳米管/双马树脂复合薄膜

采用原位预浸工艺制备碳纳米管(CNT)/双马树脂(BMI)复合薄膜.通过高温催化喷射裂解法生长CNT宏观体,并将其和树脂溶液在滚筒上进行原位复合,初步得到预浸复合体,随后对其进行多层叠加、脱除溶剂、热压固化等操作,得到CNT/BMI复合薄膜.研究了CNT的取向性和质量分数对复合薄膜力学性能的影响.通过偏振拉曼、SEM、TGA等进行表征.当CNT的质量分数为59.8%时,复合薄膜拉伸强度达到1.02 GPa,断裂伸长率为8.59%,复合材料的韧性达到48.9 J/cm~3.     

多壁碳纳米管/环氧树脂聚合物热电和力学性能实验研究

通过比较多壁碳纳米管在不同溶剂中的分散性,优选出(N,N-DMF)表面活性剂和甲醇的混合液,来超声分散碳纳米管,制备成碳纳米管增强的环氧树脂基聚合物.电学和摩擦性能测试表明,随碳纳米管含量的增加,复合材料的体积电阻率呈几何量级的降低,摩擦系数近线性降低.常温下力学性能测试表明,随着碳纳米管含量的增加,其弹性模量先增后降.在50℃时,对于碳纳米管含量≤1%(质量分数,下同)的复合材料,经历了可逆的粘弹性阶段后进入了塑性变形,且温度对复合材料的弹性模量和拉伸强度影响较大;而对于碳纳米管含量＞1%的复合材料,其力学性能反而发生退化.     

多壁碳纳米管/环氧树脂聚合物热电和力学性能实验研究EI

通过比较多壁碳纳米管在不同溶剂中的分散性,优选出(N,N-DMF)表面活性剂和甲醇的混合液,来超声分散碳纳米管,制备成碳纳米管增强的环氧树脂基聚合物.电学和摩擦性能测试表明,随碳纳米管含量的增加,复合材料的体积电阻率呈几何量级的降低,摩擦系数近线性降低.常温下力学性能测试表明,随着碳纳米管含量的增加,其弹性模量先增后降.在50℃时,对于碳纳米管含量≤1%(质量分数,下同)的复合材料,经历了可逆的粘弹性阶段后进入了塑性变形,且温度对复合材料的弹性模量和拉伸强度影响较大;而对于碳纳米管含量＞1%的复合材料,其力学性能反而发生退化.     

碳纳米管包覆量对天然石墨负极材料的电化学性能的影响

用溶胶-凝胶法将碳纳米管(CNT)包覆到天然石墨的表面,提高其充放电比容量和循环寿命性能,并研究了不同含量的碳纳米管对天然石墨电化学性能的影响。通过扫描电镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和电化学测试等对CNT/天然石墨复合材料进行表征。结果表明,碳纳米管能在电极中构建空间三维导电网络,同时保留了天然石墨的晶体结构。随碳纳米管含量增加,复合材料的充放电比容量和循环稳定等电化学性能先升高后降低。碳纳米管包覆的质量分数为7%时,复合材料的综合性能最佳。在0.1C,CNT/天然石墨负极材料放电比容量为427mAh/g,比纯天然石墨(356mAh/g)提高了20%,循环100次后容量保持率仍有93.6%。     

聚苯胺/碳纳米管的原位复合

通过原位溶液聚合制备了聚苯胺/碳纳米管(PANI/CNT)复合材料。采用透射电子显微镜(TEM)、紫外-可见光光谱(UV-VIS)、傅立叶变换红外光谱(FTIR)、热失重分析(TGA)及差示扫描量热法(DSC)研究了PANI/CNT复合材料的结构与性能。研究表明,苯胺(ANI)的聚合倾向于在碳纳米管(CNT)表面进行,形成PANI包覆的CNT。CNT表面PANI层的厚度随溶液中ANI含量的增加而增加;当溶液中ANI含量较低时,CNT表面PANI层厚度均匀;当ANI含量过高时,CNT表面PANI层厚度不均匀,形成一些颗粒状附着物。PANI与CNT之间主要是物理吸附;PANI/CNT复合材料的电导率远高于PANI本身。同时,PANI/CNT复合材料的耐热性远高于PANI,并受PANI含量影响。     

聚三唑/碳纳米管复合材料的制备与性能研究

将叠氮基与碳纳米管(CNT)反应,制备叠氮化碳纳米管(ACNT),用FTIR、XPS等手段证明碳纳米管实现了叠氮化;借助超声波的作用使ACNT均匀分散于单体中,然后用原位聚合方法制备了聚三唑/碳纳米管(PTA/ACNT)复合材料。用透射电镜观察ACNT在基体树脂中的分散状况和复合材料的微观结构,研究了ACNT的添加分数对PTA/ACNT复合材料玻璃化温度(Tg)、热稳定性(Td5)和导热系数(λ)的影响。结果表明:与PTA纯树脂相比,当ACNT添加分数为1.0%(质量分数,下同)时,复合材料的Tg提高了33℃,在氮气中Td5提高了15℃,在空气中Td5提高了8℃;当ACNT添加分数为5.0%时,复合材料30℃的λ提高了45%,150℃的λ提高了30%。     

碳纤维/碳纳米管增强基体多尺度混杂复合材料的研究现状和趋势

碳纳米管(Carbon Nanotube,CNT)具有非常优异的刚度和强度。CNT增强基体的传统连续纤维多尺度混杂复合材料既具有优良的纤维主导力学性能又有好的基体主导力学性能,具有广泛的应用前景。综述了国内外在碳纳米管增强基体的多尺度混杂复合材料力学性能,制备和数值模拟等方面的最新研究进展。提出了进一步研究需要解决的两个关键问题:(1)量化CNT对传统复合材料的增强效果;(2)阐明CNT对多尺度混杂复合材料的增强机制,并提出了相应的研究手段。     

碳纳米管/橡胶复合材料的界面性能:碳纳米管的比表面积的影响

橡胶大分子和无机纳米填料由于相互作用形成的界面是决定弹性体复合材料性能的重要因素。利用原子力显微镜的峰值力定量纳米力学映射模式(AFM-QNM)建立了碳纳米管/溶聚丁苯橡胶(CNT/SSBR)复合材料的界面纳米力学性能和界面厚度的定量表征方法,研究揭示了CNT的比表面积对CNT/SSBR复合材料的界面纳米力学性能和界面厚度的影响。结果表明,随着CNT的比表面积的增大,CNT/SSBR复合材料的界面纳米力学性能逐渐增强,界面厚度逐渐增大,这是由于CNT表面作用的橡胶大分子不动链数增加。      

碳纳米管导电网络结构对复合材料拉伸变形的响应性

基于碳纳米管(CNT)优异的导电能力和聚氨酯(PU)弹性体的大变形特性,原位聚合制备CNT/PU复合材料,并研究其在拉伸变形过程中CNT网络结构的演变,及其电学性能对拉伸应变的响应敏感性。结果表明,CNT/PU复合材料具有显著的电阻-应变响应敏感性,其在大应变范围(0～200%)内电阻率变化高达6个数量级以上,这与CNT导电网络在拉伸过程中的结构演变密切相关。复合材料在拉伸过程中的体积膨胀使得CNT体积分数随应变的增加而逐渐降低,当CNT含量低于渗流阈值时,CNT网络呈断开状态并导致复合材料电阻的急剧增加;此外,CNT含量对复合材料电阻-应变响应敏感性也有显著影响。CNT/PU复合材料电阻对拉伸应变的响应敏感性使得该材料可望应用于结构诊断、应变传感、安全监控、智能材料与结构系统等领域。     

聚癸二酸甘油酯/碳纳米管纳米复合材料的制备与性能

通过一步法得到了力学性能优异的碳纳米管(CNT)改性的聚癸二酸甘油酯纳米复合材料。将CNT分散在甘油中后与癸二酸进行缩聚反应,通过改变碳纳米管的添加量、癸二酸与甘油之间的配比以及固化时间得到了一系列的聚酯纳米复合材料。结果表明:CNT能明显的提高弹性体的强度和硬度,该纳米复合材料具有优异的力学性能,同时研究了CNT对玻璃化转变温度和凝胶含量等影响,并通过扫描电镜观察材料断面形貌,可以发现一定量的碳纳米管可以较均匀地分散在聚合物中。     

碳纳米管及炭纤维协同强韧双马来酰亚胺树脂复合材料

采用氨基化碳纳米管(CNTs)强韧双马来酰亚胺树脂(BMI)基体树脂,制备碳纳米管/炭纤维(CNT/CF)协同增强BMI的三相复合材料。结果表明,乙二胺以共价键的形式接枝到了MWCNTs表面,MWCNTs-NH2表面的N元素质量分数达3.53%;质量分数为0.5%MWCNTs-NH2的三相复合材料的弯曲模量、弯曲强度及冲击强度分别为43.85 GPa、1 160.62 MPa和28.50 kJ/m2,与CF/BMI复合材料相比,分别提高了49.56%、17.41%和19.65%。     

CNTs/SiC_p/AZ91D镁基复合材料的力学性能研究

采用搅拌铸造法制备了碳纳米管(CNTs)与碳化硅颗粒(SiC_p)增强AZ91D镁基复合材料,对复合材料的力学性能进行了测试,对其显微组织进行观察和分析。结果表明:增强相使复合材料的晶粒细化,与基体合金相比,当CNTs、SiC_p含量分别是1.1 vol%、3 vol%时,复合材料的弹性模量为70.8 GPa,比基体提高了57.3%。当SiC_p含量一定时,复合材料的延伸率随CNTs含量的增加先增加后减小;对于只含镀镍CNTs的复合材料而言,当CNTs的体积分数为1.1%时,复合材料的延伸率最大,最高值达到了13.81,比基体材料提高了近60.6%,而1.1 vol%CNTs/2 vol%SiC_p/Mg的延展率比基体略有降低。当CNT体积分数一定,复合材料的延伸率均随SiC_p含量的增加而减小。     

聚砜酰胺/碳纳米管复合材料的热稳定性研究

对自制的聚砜酰胺/碳纳米管(PSA/CNT)复合材料薄膜进行了热稳定性能的研究与分析,通过导热系数的计算、导热模型的建立以及热重法分析探讨了CNT及其质量分数对PSA热分解行为的影响。研究表明,CNT的加入提高了PSA复合材料的导热系数,从而延缓了复合材料的热分解行为;CNT的添加提高了复合材料的起始分解温度和在终止温度时的质量残余率,明显地提高了PSA复合材料的热稳定性能。     

碳纳米管对环氧树脂基纳米复合材料的力学和电学性能影响(英文)

以碳纳米管(MWCNT)为添加剂,制备出碳纳米管/环氧树脂复合材料,并探讨MWCNT质量分数对其力学和电学性能的影响。结果表明,当MWCNT含量分别为0.1%和0.25%时,该复合材料的拉伸强度和弯曲模量达到最大值。随着M WCNT含量的增加,拉伸模量增加和应变损坏率降低,这表明复合材料由塑性变形到脆性变形演变。当M WCNT含量为0.05%时样品弯曲强度最高;当M WCNT含量为0.5%时,样品出现电渗流阈值。M WCNT在环氧树脂基体中的良好分散对提高复合材料力学性能起重要作用。分散不均的MWCNT易团聚,会引起早期失效和电学性能降低。