铝基定向碳纳米管复合膜的场发射性能研究

研究了铝基定向碳纳米管复合膜的场发射性能,获得了开启场强为1.15V/μm、最大发射电流密度为1.25mA/cm^2的铝基定向碳纳米管薄膜。F-N曲线呈线性关系证明电子发射确为场致发射。

碳纳米管增强铝基复合材料界面与晶粒调控研究进展

随着碳纳米管增强铝基复合材料制备工艺的不断完善,碳纳米管的难分散问题被妥善解决,复合材料的强度有所提高,但复合材料的高模量、高强度没有得到充分利用,并出现“强度–塑性”倒置现象。本文总结了近年来对碳/铝复合材料界面结构、晶粒结构与复合构型设计的调控手段,讨论了界面结构强度对碳纳米管载荷传递效率的影响,分析了出现倒置现象的原因,并针对复合材料塑韧性差的问题,提出了调控思路,为制备强度高、韧性强的碳纳米管增强铝基复合材料提供依据。

基于碳纳米管膜的树脂基复合材料电加热除冰技术

本文开展了碳纳米管膜应用于树脂基复合材料电热除冰技术的研究,采用一体化成型工艺制备了碳纳米管膜/复合材料,并对其结构进行优化,考察了碳纳米管膜/复合材料的电热性能和除冰性能。研究结果表明,所得碳纳米管膜/复合材料内部质量良好,电加热性能优异,与金属电热元件相比,其除冰效率高,除冰能耗低。

片状粉末法制备碳纳米管/铝复合材料的组织特征及性能调控

本文利用片状粉末法中片状铝粉末大比表面积优势,结合粉末冶金法成功制备了碳纳米管/铝复合材料,实现了碳纳米管的低结构损伤和在铝基体中的良好分散。但片状铝粉表面自发生成的氧化铝薄膜阻碍了碳纳米管与铝的直接结合。由于粉末冶金低的制备温度,这种碳纳米管-氧化物-铝之间难以形成强的化学键合,复合材料在拉伸后直接在混合界面上破坏,导致复合材料相比基体合金强度不增反降。通过增加片状粉末厚度进而减小其表面的氧化物以及结合添加镁元素的方法,大幅增加界面结合强度,复合材料的屈服强度和抗拉强度相比基体出现高效提升。

碳纳米管/铝基复合材料的制备及摩擦性能研究

采用无压渗透法制备了碳纳米管增强铝基复合材料,并对其摩擦性能进行了研究.利用扫描电镜(SEM)观察了复合材料断面的形貌,通过复合材料硬度测量和摩擦磨损实验,研究了不同碳纳米管体积分数对复合材料的硬度及摩擦磨损性能的影响.实验结果表明,碳纳米管均匀地分散于复合材料中,且与铝基体结合良好;碳纳米管的加入增大了复合材料的硬度,且其摩擦系数和磨损率随着碳纳米管体积分数的增大而减小.由于碳纳米管本身具有自润滑和增强作用,碳纳米管的加入极大地改善了铝合金材料的摩擦性能.

碳纳米管增强2024铝基复合材料的力学性能及断裂特性

为了研究碳纳米管对铝基复合材料性能的影响,采用冷等静压、热挤压方法制备了质量分数1.0%的多壁碳纳米管增强2024Al基复合材料.采用扫描电镜、透射电镜和拉伸试验对复合材料的显微组织进行了观察和分析,并对其力学性能进行了测试.结果表明,碳纳米管均匀地分布在复合材料中,碳纳米管和铝基体的界面结合良好,没有发现界面产物Al4C3的形成;复合材料的断口上存在大量的撕裂棱,韧窝,并涉及碳纳米管的拔出或拔断与桥接,与2024Al基体材料相比,复合材料的硬度、弹性模量和抗拉强度显著提高,同时复合材料的延伸率却并不下降.碳纳米管的加入可以显著提高铝基复合材料的力学性能.

碳纳米管增强铝基复合材料的界面特性及增强机理研究进展

碳纳米管以其独特的结构和优异的性能被认为是复合材料的理想增强相,其增强效果受其在基体中的分散性能、与基体的界面结合状态等诸多因素的影响。在碳纳米管增强铝基复合材料的制备方法和基本性能研究现状基础上,从界面结合状态对其基本性能的影响和一些改善界面结合的方法,以及碳纳米管的增强机理等几个方面综述了碳纳米管增强铝基复合材料的发展现状。

碳纳米管和氧化铝混杂增强铝基复合材料的制备及力学性能

采用化学气相沉积结合机械球磨的方法制备了碳纳米管(CNTs)和Al_2O_3颗粒混杂增强铝基复合材料,研究了球磨时间、Al_2O_3含量对复合材料组织和力学性能的影响。结果表明:本方法可以获得CNTs和Al_2O_3颗粒在铝基体内的均匀分散。随球磨时间的增加,复合材料的硬度随之增大;当球磨时间为180min时,复合材料硬度达纯铝的2.1倍。此外,随Al_2O_3颗粒含量的增加,复合材料的硬度和压缩屈服强度均不断提高。当Al_2O_3的质量分数为4%时,CNTsAl_2O_3/Al复合材料的硬度达112.1HV,为纯铝的2.8倍;压缩屈服强度达416MPa,为纯铝的4.6倍,说明CNTs和Al_2O_3的混杂加入发挥了良好的协同增强效果。

碳纳米管增强铝基复合材料的制备及其力学性能表征

利用高速剪切和球磨相结合的工艺,用石蜡辅助分散,制备得到碳纳米管(CNT)/铝复合粉体,随后采用常压烧结与大气热压相结合的工艺成型,最后经过热挤二次加工制备得到CNT增强铝基复合材料。结果表明,采用石蜡辅助的球磨混合分散工艺能显著改善CNT在基体中分布的均匀性,常压烧结后大气热压能显著提高材料致密度,达到类似热压烧结的效果,使材料力学性能显著提高;随着CNT含量的增加,复合材料的拉伸强度和布氏硬度逐渐升高,当CNT质量分数增加到2.0%时达到最大值,分别为245MPa和106.66N/mm2。

碳纳米管增强铝基复合材料研究进展

概括碳纳米管增强铝基复合材料的分散技术和制备方法,详细介绍粉末冶金法的工艺过程,总结了碳纳米管的添加对复合材料的力学、电学、热学和摩擦磨损性能影响的研究进展,并对其规模化制备与应用进行展望,揭示出碳纳米管/铝复合材料的良好应用前景及当前存在的问题。

球磨工艺对原位合成碳纳米管增强铝基复合材料微观组织和力学性能的影响

将原位化学气相沉积法合成的碳纳米管(CNTs)与铝的复合粉末进行球磨混合,进而粉末冶金制备CNTs/Al复合材料,研究球磨工艺对复合材料的微观组织和力学性能的影响。结果表明:球磨过程中不添加过程控制剂所得到的复合材料力学性能优异;随着球磨时间的增加,CNTs逐步分散嵌入铝基体内部,复合材料的组织也变得更加致密均匀。CNTs/Al复合材料的硬度和抗拉强度均随球磨时间的延长持续增加,但是伸长率先增后减。经90min球磨的CNTs/Al复合材料展现了强韧兼备的特点,其硬度和抗拉强度较原始纯铝提高了1.4倍和1.7倍,并且具有17.9%的高伸长率。

碳纳米管增强铝基复合材料的研究进展

介绍了碳纳米管增强铝基复合材料的研究现状,通过对比不同制备工艺以及碳纳米管增强铝基复合材料的抗拉强度、硬度、伸长率等力学性能,总结了粉末冶金法、高能球磨法、热喷涂法以及其它新技术的优缺点,同时阐述了复合材料制备过程中存在的问题及解决方法;此外还介绍了碳纳米管的强化机制;最后讨论了碳纳米管增强铝基复合材料未来的发展方向和研究重点。

碳纳米管增强铝基复合材料的设计与研究

碳纳米管具有独特的结构、超强的力学性能、稳定的化学性能和极高的长径比 ,是制备复合材料的理想增强体。评述了碳纳米管增强铝基复合材料的性能和应用研究的动态。详细讨论了该复合材料的合金化和界面特性 。

氮掺杂碳纳米管/铝基复合材料的制备及性能

采用化学气相沉积法合成出氮原子掺杂的碳纳米管,再将其与铝基体进行复合制备出碳纳米管/铝基复合材料。运用TEM和XPS研究氮掺杂碳纳米管的结构形貌和掺杂形态,并对碳纳米管/铝基复合材料的力学和电学性能进行研究与分析。结果表明:碳纳米管呈现出竹节状周期性多层结构,且成功掺杂氮原子。与纯碳纳米管相比,基于氮掺杂碳纳米管的铝基复合材料具有更高的抗拉强度和电导率。由于氮原子的引入,改善了碳纳米管的分散度和浸润性,提升了其电子传递效率,从而更有利于其在金属基复合材料中的应用。

铜包覆多壁碳纳米管增强铝基复合材料的制备及力学性能

采用化学镀的方法在碳纳米管表面镀覆一层铜纳米颗粒，旨在改善其与铝基体之间界面结合性能，从而提高复合材料最终的力学特性，用常压烧结与高温模压、热挤加工相结合的工艺制备碳纳米管增强铝基复合材料，通过X线衍射仪、扫描电子显微镜、透射电子显微镜等对经过表面化学镀的碳纳米管粉末和复合材料的结构与性能进行表征测试。结果表明：随着碳纳米管质量分数的增加（0～4．0％），复合材料的硬度逐渐上升，抗拉强度先升高后下降；当质量分数为3．5％，分别可达到207．74HB和453．84MPa，比纯铝提高了230．6％和326．9％，相比不经任何处理直接添加碳纳米管制备的复合材料提高了47．5％和23．55％。

铝基体上碳纳米管原位均匀合成及其复合材料的性能(英文)

采用负载于铝粉上的镍催化剂,成功地在650°C通过化学气相沉积法在铝基体中原位合成碳纳米管。结构表征表明,所合成的碳纳米管具有较高的石墨化程度和平直的石墨壳层。通过该方法实现铝粉中碳纳米管的弥散分布,其分散效果优于传统机械混合方法。利用所合成的碳纳米管/铝原位复合粉末,采用粉末冶金工艺制备碳纳米管/铝基复合材料。性能测试表明,制备的复合材料的力学性能和尺寸稳定性得到显著提高,其原因在于铝基体中碳纳米管的均匀分散和碳纳米管-铝基体之间良好的界面结合。

超声波焊接制备碳纳米管增强铝基复合材料

采用超声波焊接方法制备碳纳米管增强铝基复合材料,并对其表面形貌及力学性能进行分析和测试,研究了试样表面处理状态、焊接时间以及焊接压力等工艺参数对复合材料剥离力和硬度的影响.结果表明:碳纳米管能够较好地嵌入于基体材料中,并且与基体界面结合良好;碳纳米管对铝基复合材料具有较好的增强效果,可以提高复合材料的力学性能.

碳纳米管改性铝基复合材料导电性提升工艺分析

从金属导电率影响因素入手,综述了目前碳纳米管改性铝基复合材料的制备方法,讨论了提高碳纳米管改性铝基复合材料导电性提升途径,从而找到一条可制备得到高导电率铝基复合材料的解决方法。

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％。

碳纳米管铝基复合材料的组织及力学性能

通过搅拌铸造的方式在纯铝中添加了碳纳米管(Carbon Nanotubes,CNTs),并对所获得复合材料的组织和力学性能进行了表征。结果表明,在纯铝中添加碳纳米管后,可显著增加材料的屈服强度(提高18%)。对材料的加工硬化行为分析表明,添加碳纳米管能够提高材料的总初始加工硬化率,即碳纳米管对位错的运动有较强的阻碍作用,因此带来了材料性能的总体提升。