镀镍碳纳米管及其CNTs/SiOp/Mg复合材料研究

来源 :兰州理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:lcm0153
下载到本地 , 更方便阅读
声明 : 本文档内容版权归属内容提供方 , 如果您对本文有版权争议 , 可与客服联系进行内容授权或下架
论文部分内容阅读
镁材料是一种有广泛应用潜力的新材料,有许多优点,例如高的比强度、比刚度、良好的加工性能等等,但是也存在抗拉强度和硬度不高等缺陷。为此,本文采取了镀镍碳纳米管和碳化硅两相共同增强的方法,制备CNTs/SiCp/Mg复合材料,然后对性能进行了测试与分析。   首先采用了改进的石墨电弧法制备出优质的碳纳米管。接着,用浓硫酸和浓硝酸组成的混酸进行酸化,不仅提纯了碳纳米管,而且还在碳纳米管的表面上嫁接了官能团,这些官能团的存在对于后来的镀镍过程非常有利。在后面的部分中,本文进一步从理论上探讨了酸化过程的详细机理,分析了混酸中存在的高活性成分,采用石墨和碳纳米管对比的方法,研究了可能的化学反应过程;并提出在完整的无缺陷的碳纳米管中,在不破坏碳纳米管的骨架六元环的前提下,可以在碳纳米管的表面上嫁接官能团。   纯化后,对碳纳米管先进行了敏化、活化处理,接着采用了化学镀的方法,在碳管上镀一层镍磷合金。然后,对其进行热处理,使镍磷合金从非晶态转变为晶态,并对其结构进行了表征。结果表明:热处理后碳纳米管的表面上,存在着三个相,镍磷化合物Ni3P,面心立方结构的镍纳米晶,六方密积结构的镍纳米晶。其中,六方密积结构的镍是宏观上不稳定的一个物态。本文运用热力学原理较为深入地探讨了纳米尺度下两相共存的原因。   最后,采用搅拌铸造法,制备出了镀镍CNTs和SiCp两相共同增强的CNTs/SiCp/Mg复合材料,对其结构和组织进行了表征,对其力学性能进行测试和分析。结果表明:镀镍碳纳米管和碳化硅颗粒协同作用,使复合材料的力学性能大幅度上升。通过这些研究,本文还得到了1.1vol%CNTs/2vol%SiCp/Mg和1.1vol%CNTs/3vol%SiCp/Mg两种力学性能比较优良、有一定实用价值的新材料。其中,前者的抗拉强度、弹性模量和硬度分别比基体材料提高了80%、51.8%和19.5%。
其他文献
三价稀土离子具有丰富的能级,其掺杂的上转换发光材料在绿色照明、生物荧光标识、短波长激光器、信息显示以及光电子学等领域有着广泛应用前景。掺杂稀土离子的玻璃陶瓷是目前
电子散斑干涉测量(ESPI)是一种结合了激光、计算机、CCD和图像处理的现代光学测量技术,由于具有非接触、高灵敏度、全场测量等优点,已经被广泛的应用于粗糙表面测量、应力应
宇宙线的起源、加速及传播机制是宇宙线物理中的基本问题,但目前仍未能得到确定的回答。高能伽马天文是宇宙线领域最为活跃的学科之一。例如大家熟知的Fermi卫星实验、H.E.S.S
相干光通信具有接收灵敏度高,波长选择性好,通信容量大以及多种调制方式等优点,近年来成为发展新一代高码率空间激光通信系统的主要技术手段,光学桥接器作为相干光通信系统中的核
表面增强拉曼散射(SERS)作为一种超敏感、简单、快速、无损的检测方法,在物质检测中得到了很好的应用。在SERS的增强机理中,由贵金属颗粒表面的表面等离子体共振(SPR)所激发的电磁增强占主体地位。由于SPR与纳米结构的周期及几何参数紧密相关,因此,想要得到较高SERS效应的纳米结构基底,其制备工艺就显得尤为重要。SP光刻技术由于其能突破传统衍射极限,并且具有高分辨率以及无须引入复杂光刻镜头等优势
学位