碳納米管-礦物復(fù)合材料的試驗研究.pdf

1、碳納米管（CNTs）具有獨特的力、熱、電等性能，被認為是復(fù)合材料的理想添加相。目前國內(nèi)外對碳納米管復(fù)合材料的研究主要集中在聚合物和金屬材料上，對非金屬礦物陶瓷材料的研究很少。 課題通過對CNTs進行純化處理，以改善CNTs在各種介質(zhì)中的分散性；研究了非金屬礦物氧化鋁的制備；最終熱壓燒結(jié)制備了CNTs/礦物復(fù)合材料。課題的工作對開展功能化結(jié)構(gòu)型的復(fù)合材料研究具有重要意義和實際應(yīng)用價值。主要的研究結(jié)果如下： 采用熱濃硝酸處理

2、工藝進行CNTs的純化，利用表面活性劑的活化性能改善其分散性能。結(jié)果表明：當濃硝酸與CNTs的配比為100ml/1．5g，在110℃下回流處理4h時，由紫外分光光度法和掃描電子顯微鏡結(jié)果可知，CNTs的純度得到了明顯改善；通過紅外光譜分析表明CNTs表面產(chǎn)生了羥基（-OH）、羧基（-COOH）等含氧官能團；純化后的CNTs在偶氮二異丁腈的乙醇溶液中分散穩(wěn)定均勻。 采用水解沉淀法制備納米氧化鋁的前軀體，在空氣中煅燒生成氧化鋁粉體。

3、結(jié)果表明：控制反應(yīng)體系的配比過剩系數(shù)為1．4，PH值為11時，生成的碳酸鋁銨前驅(qū)體能夠?qū)崿F(xiàn)低溫?zé)Y(jié)α-Al2O3，較理論燒結(jié)溫度降低了200℃，α-Al2O3的粒徑在幾十納米左右。 采用熱壓燒結(jié)制備了CNTs/礦物復(fù)合材料。研究了CNTs添量對復(fù)合材料性能的影響。結(jié)合SEM表征探討了復(fù)合材料補強和導(dǎo)電機理。結(jié)果表明：較基體材料，抗彎強度提高了18．28％，補強機理主要是類似于纖維/晶須的橋聯(lián)機制，同時也存在拔出機制；電阻率降低了