碳纳米管增强铝基复合材料的制备及力学性能研究

利用静电自组装和机械搅拌法相结合的工艺制备得到碳纳米管/铝(carbon nanotubes/aluminum,CNTs/Al)复合材料粉体并压坯制成预制块.采用搅拌铸造和热轧相结合的工艺制备得到不同碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)含量的CNTs/Al复合材料.通过扫描电子显微镜(scanning...     

CNTs增强铝基复合材料研究现状

综述制备CNTs增强铝基复合材料的主要方法,分析各种制备方法的工艺特点并综合讨论各种制备方法的优点与不足之处,列举CNTs增强铝基复合材料包括力学性能在内的多个主要特性相较传统铝合金的优势所在,展望CNTs增强铝基复合材料的发展前景.      

镀W碳纳米管增强Mg基复合材料的力学和电学性能

以羰基钨为前驱体,采用金属有机化学气相沉积在碳纳米管表面镀覆了金属W。利用磁力搅拌混粉和放电等离子体烧结制备了镀W碳纳米管(W-CNTs)/Mg复合材料,并研究了W-CNTs含量对材料力学性能和电导率的影响。结果表明:W-CNTs含量为0.75%(质量分数,下同)时,复合材料抗拉强度和维氏硬度最大,较纯Mg增加了40.1%和35.1%;基体中添加W-CNTs虽然使复合材料电导率下降,但0.75%W-CNTs/Mg复合材料电导率仍可达到纯Mg的94.8%;W-CNTs/Mg复合材料的力学性能和电导率均高于CNTs/Mg复合材料。     

碳纳米管增强环氧树脂基复合材料的制备及其力学性能

通过对多壁碳纳米管进行表面处理,用超声分散和模具浇注成型法制备了碳纳米管/环氧树脂纳米复合材料.研究了碳纳米管含量和表面处理对碳纳米管/环氧树脂复合材料力学性能和断面形貌的影响,分析了碳纳米管对环氧树脂的增强机理.结果表明,随着碳纳米管含量的增加,碳纳米管/环氧树脂复合材料的拉伸强度和弯曲强度及模量先增加后减小;当碳纳米管的质量分数为0.5%时,复合材料的拉伸强度、弯曲强度和弯曲模量分别达到最大值69.8MPa、136.9MPa和3.72GPa,比纯环氧树脂提高了33.9%、29.3%和4.8%;当碳纳米管的质量分数为1.5%时,拉伸模量达到最大值2050.5 MPa,比纯环氧树脂提高了7.3%.     

SiC颗粒增强铝基复合材料的磨损特性

铝基复合材料质轻,性能优异,已成为金属基复合材料中最有代表性的品种。铝基颗粒复合材料作为复合材料的一个分支正在快速发展,目前采用的制备方法有粉末冶金和铸造等。制得的颗粒增强铝基复合材料不仅重量轻、强度高,而且耐磨性能好,特别适于作为抗磨材料制造活塞、轴瓦等零件。本文研究了 SiC 颗粒增强铝基(ZL102)复合材料的真空热压工艺和磨损性能,结果表明,用真空热压     

镀钨碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能

采用羰基热分解法对多壁碳纳米管表面进行镀钨处理,并以镀钨碳纳米管和电解铜粉为原料,进行机械球磨混粉和放电等离子体烧结,制备了镀钨碳纳米管/铜基复合材料.采用场发射扫描电镜观察了粉体和复合材料的组织形貌,并对复合材料物相进行了X射线衍射分析.探讨了镀钨碳纳米管含量和放电等离子体烧结温度对复合材料致密度、抗拉强度、延伸率和电导率的影响.结果表明,镀钨碳纳米管质量分数为1%和烧结温度为850℃时,复合材料的致密度、抗拉强度和电导率最高.与烧结纯铜相比,复合材料的抗拉强度提高了103.6%,电导率仅降低15.9%.     

碳纳米管增强Cu基和Al基复合材料界面改性

在碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)增强Cu基和Al基复合材料的制备中,界面改性是提高复合材料性能的重要方法。金属基体和碳纳米管间的有效界面结合直接影响了复合材料中界面的载荷传递、导电以及导热性能,从而影响复合材料性能。本文综述了近几年碳纳米管增强Cu基和Al基复合材料界面改性的工艺方法,讨论了界面改性工艺对碳纳米管增强Cu基和Al基复合材料界面结构和性能的影响。     

铜改性碳纳米管增强银基复合材料的力学性能和摩擦磨损性能

分别添加2%(体积分数)的多壁碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)和表面镀Cu改性后的碳纳米管(Cu@CNTs)作为增强相,采用热压法制备Ag基复合材料,研究CNTs的表面改性对银基复合材料力学性能和摩擦磨损性能的影响。结果表明,Ag-2Cu@CNTs复合材料中的CNTs团簇减少,由内到外形成Ag到Cu再到CNTs逐层包裹的结构,力学性能优异,硬度(HV)达到105.6,抗拉强度为248.5 MPa,比纯银分别提高30.05%和127.98%;与纯银相比,Ag-2Cu@CNTs材料具有优良的摩擦磨损性能,平均摩擦因数由0.86降至0.28,体积磨损率从88.54×10^?4 mm³/(N·m)降至3.96×10^?4 mm³/(N·m)。     

多壁碳纳米管和氧化铝复合增强铝基复合材料阻尼特性的研究

采用粉末冶金的方法制备了四种不同增强体组分的铝基复合材料,这四种复合材料分别为:10%A l2O3/A l复合材料、1%MWCNT+9%A l2O3/A l复合材料、5%MWCNT+5%A l2O3/A l复合材料、10%MWCNT/A l复合材料.用动态机械热分析仪研究了上述四种复合材料的阻尼特性.     

镀钨碳纳米管增强镁基复合材料的摩擦磨损性能研究

以羰基钨为前驱体, 采用金属有机化学气相沉积在碳纳米管表面镀覆了金属钨, 利用磁力搅拌混粉和放电等离子体烧结制备了镀钨碳纳米管增强镁基复合材料((W-CNTs) /Mg), 研究了W-CNTs质量分数对复合材料摩擦磨损性能的影响。结果表明: W-CNTs的加入可对镁基体起到降低摩擦系数、减少磨损量的作用; 当W-CNTs质量分数为0.75%时, 复合材料的摩擦系数和磨损量均最小, 分别较纯镁降低了43.7%和71.4%;增加或降低复合材料中的W-CNTs质量分数, 材料的摩擦系数、磨损量均将增大。(W-CNTs) /Mg复合材料的摩擦磨损性能高于CNTs/Mg复合材料。     

镀W碳纳米管增强Al基复合材料的力学性能与导电率

以羰基钨为前驱体,采用羰基热分解法在碳纳米管表面镀覆了金属W.利用球磨混粉和放电等离子体烧结制备了镀W碳纳米管(W-CNTs)/Al复合材料,并研究了球磨时间和W-CNTs含量对材料力学性能和导电率的影响.结果表明:球磨6h粉体烧结后致密度高达99.5％,接近完全致密;随球磨时间延长,W-CNTs/Al复合材料抗拉强度...     

热管理领域用碳纳米管/铝复合材料的组织与热学性能研究

采用金属有机化学气相沉积工艺在碳纳米管(CNTs)表面包覆了W金属层。采用磁力搅拌和放电等离子体烧结工艺制备了镀钨碳纳米管(W-CNTs)与CNTs增强的铝基复合材料。组织观察结果表明钨金属层有效的加强了CNTs与Al基体的界面结合。随着W-CNTs含量增加,W-CNTs/Al复合材料的热导率先增加后降低,且当W-CNTs含量体积分数为1.5%时,复合材料获得最大热导率;W-CNTs/Al复合材料的热导率高于CNTs/Al复合材料。热膨胀系数结果表明随CNTs含量增加,复合材料热膨胀系数降低,且W-CNTs/Al热膨胀系数低于CNTs/Al复合材料。     

原位合成SiC对铝基复合材料微观组织和力学性能的影响

以铝粉、硅粉、石墨粉为原料, 通过冷压真空烧结原位合成了含不同质量分数SiC颗粒的SiC/Al-18Si复合材料。利用X射线衍射仪, 扫描电子显微镜和能谱分析仪等设备手段表征了铝基复合材料的相组成和微观结构, 研究了原位合成SiC对复合材料微观结构、抗弯强度和显微硬度的影响, 分析了复合材料力学性能的变化规律。结果表明: 复合材料的基体相为Al相, 第二相为Si相和SiC相; 原位合成的SiC颗粒弥散细小的分布在Al基体中, 其颗粒尺寸主要分布在0.2~2.8 μm, 具有亚微米、微米级的多尺度特性; 随着SiC质量分数的不断增加, 复合材料的显微硬度增大, 同时颗粒的平均尺寸仅由0.81 μm增大到1.13 μm, 但仍均匀分布, 正是这种尺寸稳定性, 使得SiC/Al-18Si复合材料硬度远大于Al-18Si; 当SiC质量分数为30%时, 材料的显微硬度最高, 达到HV 134, 相较于Al-18Si提高了88%。     

涂覆颗粒增强耐热铝基复合材料的力学及摩擦磨损性能

研究了经真空热压、热挤压工艺制备的涂覆颗粒(化学涂层工艺)增强Al-Fe-V-Si耐热铝合金基复合材料在不同温度下的力学性能与摩擦磨损性能.实验结果表明:涤覆后的SiC_p与基体结合更加牢固,涂覆层(Ni)的加入降低了材料内部颗粒(SiC_p)与基体(Al-Fe-V-Si)之间的孔隙,10％SiC(Ni)/Al-Fe-V-Si(0812)复合材料在室温的断裂强度分别比基体和10％SiC_p/Al-Fe-V-Si(0812)复合材料增加了62.15％和2.82％,在400℃时分别增加了55.3％和28.6％.复合材料耐磨性能比增强体未涂覆复合材料大大提高,在载荷50N,转速0.63 m/s的工况下,经增强体涂覆的铝基复合材料在300℃时为以磨粒磨损为主的磨损机制;高于350℃时,为以粘着磨损为主的磨损机制.     

碳纤维增强铝基复合材料的研究现状

碳纤维增强铝基复合材料同时具备了增强材料和金属材料的优良特性,具有高强度、高模量、高耐磨性等特征,并且可以在导热、导电和高温下提供高强度、高弹性系数和高尺寸强度,在航空航天、汽车等行业的应用方面表现出巨大的发展空间.介绍了几种制备碳纤维增强铝基复合材料方法,从制备工艺、微观组织、力学性能等方面评述了制备的关键问题和研究...     

碳纳米管和氧化铝颗粒在铜基复合材料中的协同作用

金属基复合材料中加入增强相,可以提高金属基体的力学性能和物理性能。碳纳米管和氧化铝颗粒作为常用的增强相,将二者同时加入金属基复合材料中,由于增强相之间的协同作用,可进一步提高其力学性能。加入0.8%(质量分数,下同)氧化铝颗粒、0.8%碳纳米管后,铜基复合材料的维氏硬度较之单独加入0.8%碳纳米管提高了5.4%;抗拉强度与单独加入0.8%碳纳米管和单独加入0.8%氧化铝颗粒相比分别提高了18.1%、41.6%;延伸率也分别提高了0.62倍、3.22倍。