Cu层包覆CNTs与原位自生纳米相协同增强铝基复合材料的微观结构及力学性能

以纯铝粉末、CuO粉末和Cu层包覆CNTs为原料,采用快速热压烧结方法制备Al-CNTs(Cu)-CuO复合材料,研究不同质量分数的CuO对复合材料中原位反应生成相特征及其对材料力学性能和磨损性能的影响。研究结果表明:提高铝基复合材料中CuO含量会显著促进Cu层包覆CNTs增强铝基复合材料中Al_(2)Cu及Al_(2)O_(3)纳米相的原位析出,不仅提高了铝基复合材料的强韧性匹配度,而且降低了磨损率,提高了耐磨性能。Cu层包覆CNTs与原位自生纳米相协同强化作用可以有效地提升铝基复合材料的综合服役性能,其在航空航天、轨道交通等领域具有十分广阔的应用前景。

碳纳米管增强Al基复合材料界面调控及性能研究进展

碳纳米管增强铝基复合材料因其质量轻、强度高和良好的抗腐蚀性而受到特别关注,有望成为新一代结构功能一体化复合材料。碳纳米管和铝基体间形成良好界面结合是充分利用碳纳米管的优异本征性能并制备出高性能碳纳米管增强铝基复合材料的关键。但碳纳米管和铝基体之间存在显著的物理化学性质差异,两者界面结合弱,如何通过界面结构调控来提升碳纳米管和铝基体间界面结合强度一直是国内外该领域研究的焦点,也已取得显著进展。基于此,本文综述了国内外碳纳米管和铝基体间界面结构的调控方法,详细论述了原位界面反应、碳纳米管表面包覆碳化物/氧化物、碳纳米管表面包覆金属、碳纳米管氧化处理等主要的界面调控方法。分析了不同界面结构调控方法的特点及其对界面结合状态和材料力学性能的影响,最后总结了现有界面调控方法存在的问题,并展望了未来在铝及其合金基体中碳纳米管和铝基体界面结构调控的发展方向。