碳納米管增強鋁基復合材料制備與性能研究.pdf

1、自從1991年碳納米管(CNT)發(fā)現以來，由于CNT具有優(yōu)異的機械性能已經吸引了一大批研究者的關注。因為CN工具有非常高的強度和楊氏模量，成為復合材料中一種非常有用的增強材料。碳納米管增強鋁基復合材料由于其高強輕質的特點有望在今后航空航天和汽車領域中得到廣泛應用。
　　本文嘗試用干法和濕法兩種混合粉末的工藝制備CNTs/Al復合粉體，然后經過后續(xù)的冷壓、燒結、熱壓和熱擠工藝，制備碳納米管增強鋁基(CNTs/Al)復合材料。測試復合

2、材料的抗拉強度(UTS)和硬度(HB)，通過掃描電子顯微鏡(SEM)觀察復合材料斷口組織，分析了兩種制備工藝對復合材料力學性能的影響，并從微觀分析了復合材料的增強方式和斷裂機理。
　　經過干法與濕法混合CNT含量為1%的復合粉末，冷壓成型，并在600℃燒結6h，隨后經過500℃熱壓和550℃熱擠制備得到的復合材料。干法和濕法制備的復合材料抗拉強度分別為241 MPa和206 MPa。通過SEM觀察其斷口發(fā)現利用干法混粉工藝制備的復

3、合材料斷口組織致密，基體結合強度好，韌窩分布均勻，在基體中可見單根的CNT存在。而后者基體結合強度不高，斷口觀察發(fā)現在拉伸過程中有從基體撕裂的現象，組織不致密，存在大量的孔洞。故確定干法混粉工藝這條路線為最佳的制備方案。利用干法混粉工藝制備CNTs/Al復合材料，經過一系列對比試驗發(fā)現：
　　1.在600℃燒結6h制備得到的樣品具有最高的抗拉強度和硬度。
　　2.CNT管徑對復合材料力學性能有較大影響，管徑為50nm的CNT