多壁碳纳米管增强银基复合材料的组织与性能（英文）

采用化学镀方法将银沉积在碳纳米管上,获得体积分数为8%的多壁碳纳米管/银(CNTs/Ag)复合粉末,通过高能球磨、压制烧结、热挤压粉末冶金手段制备了CNTs/Ag复合材料,并研究了复合材料的微观组织、导电率、抗拉强度及硬度。结果表明,化学沉积工艺能够显著改善CNTs和Ag之间的界面结合,进而提高CNTs/Ag复合材料的加工性能。与纯银比较,CNTs/Ag复合材料的抗拉强度增加了65%,硬度增加了近2倍,表明CNTs对银具有较好的强化作用。     

CNTs含量对CNTs/Al复合材料力学性能的影响

用羧基化方法对CNTs(碳纳米管)进行预处理,增强其分散性。通过粉末冶金法制备了CNTs含量为0~2.0%的铝基复合材料,并对热挤压前后的力学性能进行了测试。结果表明,复合材料的力学性能均随CNTs含量的增加而增加,CNTs含量为1.0%的铝基复合材料的抗拉强度可达158 MPa,比同样条件下不含CNTs的纯铝抗拉强度(113 MPa)高40%。当CNTs含量在1.0%以下时,CNTs/Al复合材料的硬度、屈服强度和抗拉强度均与CNTs含量的平方根成正比,这表明其主要强化机制应是CNTs的弥散强化。     

铸造法制备CNTs／AM60镁基复合材料的研究

采用搅拌铸造法制备了CNTs/AM60镁基复合材料,研究了搅拌法加入碳纳米管的工艺特点,测试了复合材料的力学性能,并利用扫描电子显微镜和能谱分析对复合材料断口形貌进行观察和分析。研究结果表明,碳纳米管能细化复合材料晶粒组织,且起搭接晶粒和承载变形抗力作用。与基体合金相比,复合材料抗拉强度、弹性模量、显微硬度显著增加,伸长率最大可提高74.52%,但是碳纳米管加入量过多会导致偏聚,使力学性能下降。     

混杂增强(CNTs+TiB2)/Cu复合材料制备与性能

本文以碳纳米管（CNTs）和TiB2颗粒作为增强相,首先利用球磨、表面吸附和热压烧结相结合技术制备具有层叠结构的CNTs/Cu复合材料,改善了CNTs在铜基复合材料中易团聚问题。CNTs/Cu复合材料的致密度和导电率随CNTs含量增加而降低,抗拉强度和伸长率随CNTs含量增加先升高后降低,当含量为0.1 wt.%时综合性能最优,致密度、导电率和抗拉强度分别为97.57%、91.2 %IACS和252 MPa。而球磨后热压烧结的1 wt.% TiB2/Cu复合材料致密度、导电率和抗拉强度分别为97.61%、58.3 %IACS和436 MPa。在此基础上,将TiB2颗粒原位引入到具有层叠结构的CNTs/Cu复合材料,制备获得混杂增强(CNTs+TiB2)/Cu复合材料。相比单一CNTs（或TiB2）增强铜基复合材料,(CNTs+TiB2)/Cu复合材料的强度提升显著。其中,(0.1 wt.% CNTs+1 wt.% TiB2)/Cu复合材料的导电率和抗拉强度分别为56.4 %IACS和531 MPa,相比1 wt.% TiB2/Cu,其导电率仅降低3.3%,而抗拉强度则升高21.8%。这主要归因于片层间CNTs可起承担和传递载荷作用,同时片层间弥散分布的TiB2颗粒可以钉扎位错,两种强化机制共同作用使(CNTs+TiB2)/Cu复合材料的抗拉强度显著提升。     

氧化镁包覆CNTs增强的AZ91D基复合材料的力学性能

采用粉末冶金与热挤压工艺制备了包覆MgO碳纳米管增强的AZ91D基复合材料。研究了包覆MgO的CNTs对复合材料力学性能的影响规律,并利用扫描电镜对CNTs/AZ91D复合材料断口形貌进行了观察和分析。结果表明,包覆MgO后的CNTs对AZ91D镁合金有较强的增强效果,当MgO-CNTs含量为3.0%时,CNTs/AZ91D复合材料抗拉强度、伸长率和显微硬度(HV)都达到最大值,分别为256.7 MPa、12.75%和130.86,比基体合金提高了41.44%、41.67%和22.4%。但是,当MgO-CNTs加入量过多时,会因团聚而影响增强效果,复合材料力学性能下降。     

CNTs/SiC/Cu复合材料制备及性能

以碳纳米管(CNTs)、碳化硅(SiC)粉体、锌(Zn)粉和CuSO_4·5H_2O为主要原料,用化学镀的方法制备CNTs /Cu复合粉体,再采用非均相沉淀法制备CNTs/SiC/Cu复合粉体.在750 ℃、100 MPa的制度下进行真空热压烧结后制得CNTs/SiC/Cu复合材料,其中Cu的含量(体积分数,下同)为70%,CNTs的含量(体积分数, 下同)分别为0,3%,5%,8%,12%.利用XRD、SEM分析样品的物相组成和显微结构;利用阿基米德排水法、显微硬度计、三点弯曲法测试了复合材料的密度、显微硬度和抗弯强度.结果表明,随着碳纳米管含量的增加,CNTs/SiC/Cu复合材料的密度、显微硬度和抗弯强度等性能发生相应变化,其中,抗弯强度呈现逐渐升高趋势.与未添加碳纳米管的30SiC/70Cu复合材料相比,添加12%CNTs的12CNTs/18SiC/70Cu 样品,抗弯强度提高了21.45 MPa.     

钟罩浸块铸造法制备的CNTs/AZ31镁基复合材料的力学性能

将Al粉、Zn粉、碳纳米管(CNTs)混合料按照质量比为3:1:X(X=0,0.5,1.0,1.5)压块,并用钟罩压入法将这些预先制备的压块加入到合金熔体中制备AZ31/CNTs复合材料。测试该复合材料的力学性能,利用扫描电子显微镜(SEM)、能谱分析仪(EDS)、X射线衍射仪和光学显微镜对AZ31/CNTs复合材料的金相试样、断口形貌进行表征和分析。结果表明:钟罩压块法可以有效地将碳纳米管分散到镁合金熔体中;CNTs对AZ31镁合金的力学性能有较强的增强效果,与本研究中的铸造AZ31合金相比,AZ31/CNTs复合材料的最大抗拉强度和伸长率分别提高41.3%和119.4%,弹性模量和显微硬度分别提高67.8%和66.9%;CNTs对AZ31镁合金基体晶粒的细化作用显著,与镁基体界面结合较好;复合材料试样断口形貌由韧窝和撕裂棱组成,呈现准解理断裂特征。     

CNTs含量对CNTs/Al5083复合材料力学性能的影响

利用高能球磨和冷压烧结工艺制备出碳纳米管（CNTs）增强Al5083复合材料,并对球磨过程中CNTs的演变及成型后复合材料的力学性能和形貌进行研究。结果表明,在球磨过程中,通过机械力的作用下带动钢球将CNTs切断,长径比变小,并均匀地分散在Al基体中;在CNTs含量为2wt%下,复合材料抗拉强度和屈服强度分别达到294和239 MPa,硬度达到95 HV5,复合材料的力学性能最好。通过观察复合材料的断口,随着碳纳米管含量的增加,复合材料的断口形貌从韧性断裂向脆性断裂转变。     

多壁碳纳米管增强的Cu-Sn合金的显微组织和干滑动磨损行为（英文）

通过粉末冶金技术制备多壁碳纳米管(MWCNTs)增强的Cu-Sn合金纳米复合材料。CNTs的质量分数从0以0.5%的增量逐步增加到2%,研究纳米复合材料的密度、硬度、电导率和摩擦磨损行为。结果表明:纳米复合材料的密度随CNTs含量的增加而降低;添加CNTs能显著提高纳米复合材料的硬度;相对于没有增强的合金,纳米复合材料具有低的摩擦因数和更好的耐磨性。当外加负载为5 N时,与Cu-Sn合金相比,含量为2%的多壁碳纳米管增强的Cu-Sn合金纳米复合材料的摩擦因数和磨损量分别降低了72%和68%。报道了复合材料磨损表面的磨损机理。此外,合金的电导率随CNTs含量的增加而降低。     

铸态CNTs／AM60复合材料高温性能与显微组织的研究

对铸态碳纳米管(CNTs)/AM60复合材料进行高温拉伸性能测试,研究了普通CNTs和镀镍CNTs对复合材料力学性能的影响规律,并利用扫描电子显微镜观察镀镍CNTs/AM60复合材料断口形貌.结果表明:碳纳米管对镁合金AM60有较强的增强效果,镀镍碳纳米管增强效果更明显.最大抗拉强度和最大伸长率分别达到121.11 MPa和9.52%.碳纳米管的加入能抑制Al12Mg17相的软化,并且起到强化晶粒和晶界的作用;并与基体形成强界而结合,搭接于撕裂棱之间.     

MoSi_2增强铜基复合材料的组织与性能

用热压烧结的方法制备了一种以金属间化合物MoSi_2作为增强相的Cu基复合材料,并对其组织、力学性能和导电性能进行了研究.结果表明,MoSi_2是一种合适的铜基复合材料的增强相,MoSi_2/Cu复合材料具有良好的稳定性;MoSi_2具有明显的细化晶粒强化基体的作用;随MoSi_2含量的增加,MoSi_2/Cu复合材料的密度和电导率下降,硬度和抗拉强度表现为先增加后降低;加入2%MoSi_2时,复合材料具有最佳的综合性能,其相对密度和电导率分别为97.44%和68%IACS,硬度和抗拉强度分别为142HV和355MPa,是相同制备条件下纯铜硬度和抗拉强度的2倍多.     

低活化钢双壁管的热等静压扩散连接

双壁管可控制裂纹扩展路径,防止裂纹沿管径向扩展,显著提高了管的使用安全性,被认为是聚变堆包层增殖区冷却管的理想选择.针对双壁管复合焊接难题,从钢/铜/钢和钢/镍/钢平板复合结构开展了工艺优化试验.?结果表明,热等静压温度高于1100?℃时,钢/铜/钢复合界面处发生晶界扩散,焊接接头室温抗拉强度达601?MPa,界面纳米...     

碳纳米管增强铝基复合材料的制备及摩擦磨损性能

采用粉末冶金常压烧结与高温模压和热挤压相结合的工艺制备了碳纳米管增强铝基复合材料,以探索复合材料的低成本制备技术。采用扫描电镜、万能材料试验机和摩擦磨损试验机研究了碳纳米管的添加量对复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,随着碳纳米管含量的增加（质量分数0～2％）,复合材料的硬度逐渐升高,抗拉强度先升高后下降。当碳纳米管含量为1．5％时抗拉强度达370 MPa,硬度和抗拉强度分别比纯铝提高了433％和236％。当碳纳米管含量为2％时,复合材料的摩擦因数和磨损量分别比纯铝降低了63％和14％。     

Effects of Cu content on microstructures and compressive mechanical properties of CNTs/Al-Cu composites

The carbon nanotubes (CNTs) reinforced Al-Cu matrix composites were prepared by hot pressing sintering and hot rolling, and the effects of Cu content on the interfacial reaction between Al and CNTs, the precipitation behavior of Cu-containing precipitates, and the resultant mechanical properties of the composites were systematically investigated. The results showed that the increase of Cu content can not only increase the number and size of Cu-containing precipitate generated during the composite fabrication processes, but also promote the interfacial reaction between CNTs and Al matrix, leading to the intensified conversion of CNTs into Al₄C₃. As a result, the composite containing 1 wt.% Cu possesses the highest strength, elastic modulus and hardness among all composites, due to the maintenance of the original structure of CNTs. Moreover, the increase of Cu content can change the dominant strengthening mechanisms for the enhanced strength of the fabricated composites.     

碳纳米管铜基复合材料的制备

利用CVD法制备多壁碳纳米管，并对其进行亲水化表面处理。在存在表面活性剂的情况下，利用共沉积法制备碳纳米管一超细铜粉复合粉体。复合粉体经还原后，采用冷压烧结、六面顶热压、真空热压烧结和真空热压后热轧4种不同工艺成型。利用SEM和XRD比较了这几种工艺成型的复合材料结构和被氧化的情况。结果表明，采用真空热压后热轧工艺制备的碳纳米管铜基复合材料的致密度较高且能有效地防止被氧化。     

Y_2O_3/Ag复合材料的制备与性能

选择了粒度为～0.91μm的Y2O3微粉作为添加剂,通过粉末冶金的方法制备了不同Y2O3含量的Ag基复合材料,并测试了样品的力学性能和硬度。结果证明,相同制备条件下,与纯Ag相比,2%Y2O3/Ag基复合材料的抗拉强度提高了约24%。当Y2O3质量分数为1.2%时,Y2O3/Ag基复合材料的抗拉强度和硬度达到最大。扫描电镜和能谱分析结果表明,在Ag基体中存在碳,Y2O3颗粒发生了团聚。     

石墨对亚微米SiCp/Cu复合材料耐磨性能的影响

以亚微米SiCp、石墨和铜粉为原料,采用冷压烧结和热挤压方法制备了亚微米SiCp/Cu基复合材料和亚微米SiCp 石墨/Cu基复合材料,考察了添加石墨对亚微米SiCp/Cu基复合材料硬度、拉伸性能、致密性和耐磨性的影响.结果表明,石墨的加入轻微降低了SiCp/Cu基复合材料的硬度、伸长率、致密性和耐磨性,在一定程度上提高了抗拉强度,并且磨损表面上的粘着、塑性变形和物质转移倾向亦明显降低,能起到较好的减磨作用.     

SnO_2颗粒大小对Ag/SnO_2(10)材料组织与性能的影响

采用机械混粉、冷等静压成形、烧结、热挤压、轧制、拉拔、中间热处理等工艺集成的粉末冶金方法制备了3种含有不同平均粒径的SnO_2的Ag/SnO_2(10),探讨了SnO_2颗粒大小对Ag/SnO2(10)显微组织、密度、力学性能和电学性能的影响。结果表明,SnO_2粉末越细,表面活性越高,越容易团聚。脆性相SnO_2在加工过程中有破碎现象。随着SnO_2颗粒尺寸的减少,材料的密度、抗拉强度、硬度和电阻率逐渐上升。