高能球磨工艺对CNTs/Cu复合粉末与材料性能的影响

采用卧式高能球磨和机械合金化工艺制备了纳米碳管增强铜基（CNTs/Cu）复合粉体,并采用真空冷压烧结法制备出CNTs/Cu复合材料。研究了高能球磨工艺参数对复合粉体与材料性能的影响,包括球磨时间和搅拌轴转速对复合粉体粒度、松装密度的影响,及其对该复合材料力学性能的影响。结果表明,高能球磨技术有利于CNTs与铜的界面结合和机械合金化。高能球磨的最佳工艺条件为搅拌轴线速度为4.2/5.4 m/s和球磨时间为2～4 h,得到的CNTs/Cu复合粉体中位径11.76μm,松装密度1.356 g/cm3。CNTs/Cu复合材料的致密度达94%,硬度达92 HB,抗拉强度达138 MPa。

球磨CNTs/Cu复合粉末的激光辅助低压冷喷涂沉积特性及耐磨损性能研究

利用高能球磨法制备CNTs/Cu复合粉末,通过激光辅助低压冷喷涂技术在铜基体上实现球磨CNTs/Cu复合粉末的有效沉积,并对复合粉末及涂层的微观形貌、结构、元素分布及耐磨损性能进行表征。结果表明:高能球磨法能使CNTs均匀分散并嵌入塑性变形的铜粉中形成CNTs/Cu复合粉末;CNTs含量较高时,CNTs/Cu复合涂层沉积效率降低且存在孔隙和表面凹坑缺陷;复合涂层的磨痕相较于纯铜涂层更光滑,且复合涂层为粘着磨损和磨粒磨损的混合机制。

反应参数对以Cr/Cu为催化剂化学气相沉淀所制备CNTs/Cu复合粉末形貌的影响（英文）

采用化学共沉淀法制备了Cr/Cu复合粉体催化剂,并用化学气象沉淀法(CVD)原位合成CNTs/Cu复合粉末。利用SEM,TEM和Raman光谱分别对其微观形貌和结构进行表征。结果表明:采用化学气相沉淀法,使用10 wt%Cr/Cu的催化剂,在混合气体(Ar/H2/C2H4)流量2450/300 m L/min下,于1073 K温度生长30 min,可以得到优质、结晶良好的CNTs/Cu复合粉末。

烧结温度对CNTs/Cu复合材料组织和力学性能的影响

采用电泳沉积法在铜箔上沉积碳纳米管,层层堆叠后在不同烧结温度(550,650,750,850,950℃)下热压烧结制备碳纳米管增强铜基(CNTs/Cu)复合材料,研究了烧结温度对复合材料显微组织和力学性能的影响。结果表明:随着烧结温度升高,复合材料中孔隙的数量减少,尺寸减小,碳纳米管分布均匀性增大,铜晶粒尺寸增大,退火孪晶晶粒尺寸增大但数量减少;随着烧结温度升高,复合材料的抗拉强度和显微硬度均呈先减小后增大的趋势,断后伸长率变化呈非单调性变化;当烧结温度为650℃时,复合材料的抗拉强度和显微硬度适中,断后伸长率最大,综合力学性能最好。

高能球磨工艺对CNTs／Cu复合粉末与材料性能影响

采用卧式高能球磨和机械合金化工艺制备了纳米碳管增强铜基（CNTs／Cu）复合粉体，并采用真空冷压烧结制备出CNTs／Cu复合材料，研究了高能球磨工艺参数对复合粉体与材料性能的影响规律，包括球磨时间和搅拌轴转速对复合粉体粒度、松装密度以及力学性能的影响，结果表明，高能球磨技术有利于CNTs与铜的界面结合和机械合金化。高能球磨的最佳工艺条件：搅拌轴线速度4．2／5．4m／s，球磨时间2～4h，得到的CNTs／Cu复合粉体的中位径为11．76μm，松装密度为1．356g／cm3。CNTs／Cu复合材料的致密度到达94％，硬度到达92HB，抗拉强度到达138Mpa。

CNTs/Cu层状复合材料的制备及其组织和性能研究

采用扩散结合法将分散后的碳纳米管附着在铜箔表面,经裁剪、堆叠和预压后使用真空热压烧结炉进行烧结,制备出具有优良导电性的CNTs/Cu层状复合材料。使用SEM、EDS和XRD等对样品的微观形貌和成分进行表征,使用显微硬度计和导电率检测仪等对样品性能进行测试。结果表明:在热压烧结过程中,一定量铜扩散到CNTs层中,有效改善了碳纳米管层和铜层的结合能力。相比于纯铜,CNTs/Cu层状复合材料在硬度提高45%的同时,在平行于碳纳米管层方向导电率达到91%IACS,而垂直于碳纳米管层方向也仍具有80.6%IACS的导电率。

以Cr/Cu为催化剂制备Cu/CNTs复合粉末的工艺研究

采用化学气相沉淀法(CVD)制备了分布均匀的Cu/CNTs复合粉末,利用SEM,TEM和Raman光谱分别对其形貌和结构进行表征。结果表明,采用10%(质量分数)Cr催化剂,混合气体(Ar/H_2/C_2H_4)比例为8∶24.5∶3,生长温度为800℃、生长时间为30min时,制备的碳纳米管管壁光滑洁净、管径粗细均匀、几乎没有缺陷,碳纳米管的形貌最佳。

多元醇法制备Cu_2O/CNTs复合材料的研究

以Cu(CH3COO)2·H2O和经硝酸处理的CNTs作为原料,采用多元醇法成功合成了纳米氧化亚铜均布于碳纳米管表面的复合光催化剂.用透射电镜(TEM),高分辨透射电镜(HRTEM),X射线粉末衍射(XRD)对样品进行了表征,测试结果表明大小为2～5nm的氧化亚铜纳米颗粒均匀分散于碳纳米管的表面.讨论了反应条件对Cu2O在CNTs上负载效果的影响并就多元醇法合成Cu2O/CNTs复合材料的反应机理作了初步探讨.

纳米Ni/CNTs、Cu/CNTs复合粒子的制备及其催化性能

以碳纳米管(CNTs)为载体,采用化学沉积法制备了纳米Ni/CNTs、Cu/CNTs复合粒子,利用TEM、SEM、XRD、EDS、BET、XPS等方法对产物的形貌、结构、元素含量进行了表征,并应用DSC研究了纳米Ni、Cu、CNTs等单一纳米粒子及Ni/CNTs、Cu/CNTs复合粒子对AP热分解的催化作用。结果表明:Ni/CNTs、Cu/CNTs复合粒子结晶好、包复均匀、比表面积大。纳米Ni、Cu等单一纳米粒子和Ni/CNTs、Cu/CNTs复合粒子均能使AP热分解的高温分解峰峰温降低、表观分解热增加,具有良好的催化性能。相比较而言,纳米复合粒子的催化性能均优于其相应单一组分,表现出良好的正协同作用。复合粒子中以Cu/CNTs复合粒子的催化效果最为显著,使AP的高温分解峰峰温降低112.15℃,使总表观分解热增加839J/g。并初步探讨了催化机制。

CNTs增强铜基复合粉末制备的研究进展

粉末冶金法制备碳纳米管(CNTs)增强铜基复合材料是新型碳材料增强传统金属材料的重要研究方法和制备途径。本文阐述了常用的制备CNTs/Cu复合粉末的方法,对每种方法的优缺点进行了分析和评价,为粉末冶金法制备CNTs/Cu基复合材料提供了选择依据和参考,最后对CNTs/Cu复合粉末的发展趋势进行了展望。

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CuSO4.5H2O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℃、100MPa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21.45MPa。

原位生长CNTs对于铜基复合材料性能的影响

通过化学气相沉积(chemical vapor deposition,CVD)法成功制备了CNTs/Cu-Al_(2)O_(3)复合材料。采用内氧化法制备Cu-Al_(2)O_(3)粉末,利用CVD技术改善碳纳米管(carbon nanotubes,CNTs)在铜基体中的分散性和界面结合,提高复合材料的性能。在制备的铜基复合材料中,Al_(2)O_(3)和CNTs双增强相的加入能够提高复合材料的力学性能,且CNTs独特的纤维结构有助于阻止熔融铜脱离基体表面,保持液态熔池稳定,避免复合材料导电率降低。双增强相的添加提高了复合材料的耐磨性、抑制了腐蚀坑的形成。Al的质量分数为0.35%的CNTs/Cu-Al_(2)O_(3)复合材料能够保证导电率较高的情况下得到较高的维氏硬度与致密度。为制备高性能铜基电接触材料提供了新思路。

粉末锻造Al_(2)O_(3)颗粒增强Fe–Ni–Mo–C–Cu复合材料的组织与性能

通过粉末锻造技术制备了不同含量微米级Al_(2)O_(3)颗粒强化的Fe–Ni–Mo–C–Cu(Q61)复合材料,并对调质态和淬火态复合材料的组织和性能进行了研究。结果表明:当Al_(2)O_(3)质量分数为0.15%时,增强颗粒在基体内分布均匀;相较于同种状态下不添加增强颗粒的单一Q61,调质态复合材料的硬度从HRC 38增至HRC 39.8,屈服强度从1106 MPa增至1121 MPa,延伸率从12%降至6.5%;淬火态复合材料的硬度从HRC 61.5增至HRC 63.2,磨损率从5.27×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1)降至3.08×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1),低于对比试验用的典型齿轮材料40Cr的磨损率(3.34×10^(-6)mm^(3)·m^(-1)·N^(-1))。当Al_(2)O_(3)质量分数大于0.15%时,Al_(2)O_(3)颗粒逐渐偏聚,虽然调质态下复合材料屈服强度仍继续小幅增加,但塑性严重退化,且淬火态复合材料磨损率增加,耐磨性变差。综合来看,添加0.15%Al_(2)O_(3)颗粒强化Q61复合材料在调质态下具有较高的综合力学性能,而在淬火态下表现出良好的抗摩擦磨损能力。

热压烧结及轧制工艺对CuCr/CNTs复合材料组织与性能的优化

基于电工材料高电导、高强度的发展需求,本工作通过粉末真空热压烧结成功制备出微量Cr元素掺杂的功能化碳纳米管增强铜基复合材料(CuCr/CNTs),系统研究了热压烧结及轧制工艺对复合材料电导率和力学性能的影响。研究发现,在烧结温度为900℃、保温1 h、保压压力为50 MPa的工艺下,样品的电导率高达96.2%IACS,硬度为73.0HV。通过对微观组织与性能的分析,发现热压烧结工艺显著影响基体晶粒的尺寸以及界面处碳化物的数量,界面处适量Cr 3C 2纳米相的存在可以改善界面润湿性,增强界面结合,有利于电流传递和载荷传递。通过进一步冷轧,CNTs定向排列并均匀分散,样品的电导率和力学性能均有提升,在电导率保持96.6%IACS时,其屈服强度可达311 MPa,拉伸强度达到373 MPa,具有非常好的工程应用前景。

Cu/CNTs复合材料的微观组织形貌与性能研究

在原位合成分布均匀的Cu/CNTs复合粉末的基础上,采用烧结温度为650℃,加载压力为35 MPa,保温时间为10 min的放电等离子烧结(SPS)工艺制备了Cu/CNTs复合材料。并对含有不同含量的Cu/CNTs复合粉末的Cu/CNTs复合材料的微观组织和性能进行研究。结果表明,当Cu/CNTs复合材料中的Cu/CNTs复合粉末含量为20%时,CNTs沿晶界均匀分布于铜基体中,形成具有一定结合力的CNTs-Cu界面,复合材料的导电率、硬度值和抗拉强度分别为82.8%IACS、96.4HV、417 MPa,且硬度、抗拉强度达到最大。

纳米Cu/CNTs对AP/HTPB推进剂热分解与燃烧的催化研究

以碳纳米管为载体,采用液相还原沉积法制备了纳米Cu/CNTs复合催化剂,并用SEM、XRD和XPS对其结构和成分进行了表征。研究了纳米Cu/CNTs对AP/HTPB推进剂热分解和燃烧过程的催化作用,结果表明:纳米Cu/CNTs能显著降低AP/HTPB推进剂的热分解峰温,并使总表观分解热明显增大,且对AP/HTPB推进剂燃烧有良好的催化效果,能显著提高推进剂的燃速,降低压强指数。初步探讨了纳米Cu/CNTs催化AP/HTPB推进剂热分解和燃烧过程的作用机理。

CuS/CNTs复合材料的制备及电容性能研究

以CuSO-4·5H_2O为铜源、升华硫为硫源、乙二醇作为溶剂,采用溶剂热法制备CuS纳米花,并在溶剂热过程中加入碳纳米管(CNTs)作为碳源,制备CuS/CNTs复合材料。用X射线粉末衍射、拉曼、扫描电镜等对产物的组成、形貌和尺寸进行了物理化学表征分析;并使用电化学工作站测试电化学性能。测试结果表明:CuS为单斜晶系,CNTs的加入可以减小复合材料的内阻,提高复合材料的电化学性能。

高能球磨制备纳米级WC/Cu复合粉末的研究

利用XRD、SEM等分析研究了高能球磨时间对WC/Cu复合粉末结构、形貌及相的影响。结果表明 ,随球磨时间的延长复合粉末发生细化达到纳米级粒度 ,球磨 2 4h可获得稳定晶粒尺寸 ,最小晶粒尺寸为 2 1 5nm。其中WC粉末晶粒细化速率较Cu的慢 ;球磨过程中 ,有少量的WC固溶于Cu中 ,形成Cu(WC)

W-20%Cu超细复合粉末的制备和烧结

采用喷雾干燥-氢气还原法制备出W-20%Cu超细复合粉末,并对由该复合粉末所制得的压坯进行了烧结,利用SEM、XRD等分析手段对复合粉末的特性和烧结体的组织进行了表征和观察。试验结果表明:用该方法制备的W-20%Cu超细复合粉末颗粒细小,平均尺寸在200nm左右;喷雾干燥后的氧化物复合粉末在还原后产生了新的合金相(Cu0.4W0.6),还原后的复合粉末由Cu0.4W0.6相和Cu相组成,而且两相的晶粒度达到纳米级,其中Cu0.4W0.6相的晶粒约为33nm,Cu相的晶粒约为63nm;复合粉末具有很高的烧结特性,经烧结后合金相对密度达到98%以上,而且金相组织分布均匀。

Al_2O_3/Cu复合材料内氧化粉末的制备

通过引入高能球磨,为Al2O3/Cu复合材料的内氧化工艺提供了新的粉末制备途径。高能球磨可制备亚稳态的Cu Al预合金粉末,使用该粉末进行内氧化,既可避免复杂的雾化制粉装置,又可使Al的脱溶氧化变得容易,缩短内氧化的周期;Cu2O粉末与Cu Al预合金粉末一起进行球磨,一方面改善了粉末内氧化的动力学条件,另一方面避免了Cu2O分解后产生的富铜相。球磨过程适宜的酒精加入量为15mL/100g粉料。Cu Al系粉末在经过96h的球磨后合金已经形成,合金粉末向层片结构发展,此时粒子已经细化。X射线衍射图谱中Al的衍射峰的消失是Cu Al系粉末形成合金的标志,并不是晶粒细化所致。Cu 2 0%Al比Cu 0 8%Al的合金更容易细化,层片结构更突出。