CNTs/Cu复合泡沫增强金属基复合材料的制备及性能研究

来源 :昆明理工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:tzhole
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
由于碳纳米管(CNTs)具有优异的机械性能,其作为改善材料性能的理想增强相已经引起人们的广泛关注。CNTs的添加能够很大程度的改善非金属材料的性能。然而却发现当把其添加到铜、银等金属基体中时,往往大多数结果不能达到预期。其原因是由于CNTs自身的范德华力,使其极易于团聚,而没有能够在基体中均匀地分散,并且其与金属基体的弱界面结合。针对这一问题,研究者们提出了许多方法来改善并取得了显著的成效。但是在这些设计方法中常常需要牺牲一定的延展性作为代价去增加其强度。鉴于此,我们把目光投向了复合材料的结构设计,其在一定程度上能够减轻强度和延展性的冲突。本文通过电沉积的方法制备出CNTs/Cu泡沫,使其作为增强金属基复合材料的三维骨架,通过分析CNTs/Cu泡沫的的微观组织和机械性能,得出:(1)分别以孔隙密度为40 ppi、50 ppi、60 ppi的聚氨酯泡沫为模板,利用电沉积法制备CNTs/Cu泡沫。并对其形貌、压缩性能进行了表征。结果表明通过上述方法制备的CNTs/Cu泡沫,样品表面致密且CNTs均匀分布在铜基体中。另外,在三种不同孔隙密度的铜泡沫中,60 ppi的Cu泡沫具有最高的压缩强度,达到6.7 MPa。随着CNTs的加入,力学性能得到了明显提升,使CNTs/Cu泡沫的压缩强度提高了26.9%,达到了8.5 MPa。(2)以CNTs/Cu泡沫作为骨架增强铜基复合材料,探究了以不同孔隙密度为增强骨架的铜泡沫对复合材料机械性能的影响。烧结温度1073 K,保温8 min。60 ppi的CNTs/Cu泡沫增强铜基复合材料具有最高的UTS,其中CNTs体积分数含量为0.147%,其拉伸强度为335 MPa,延伸率约为27%,其UTS比Cu泡沫增强铜基复合材料提高了28.8%,比纯铜样品提高了52.3%。通过分析,复合材料性能的提升主要归因于晶粒细化和载荷传递。(3)以同样的工艺制备了CNTs/Cu泡沫增强银基复合材料,结果表明,CNTs/Cuf?Ag的UTS为198.8 MPa,伸长率和电导率分别为38.5%和98.53%IACS,与纯银的UTS相比,其UTS提高了37.2%。为了进一步提高材料的强度,对烧结后的块体在600℃分别进行3 h、6 h的扩散处理,目的是使铜骨架和银基体的界面处形成一定厚度的扩散层来增强界面结合。结果表明经过3 h、6 h热处理的CNTs/Cu泡沫增强银基复合材料与未处理的相比强度分别提高了5.48%、12.27%。这项研究通过用三维骨架作为增强相,为制造具有高强度和高延展性以及高电导率金属基复合材料提供了新的见解。
其他文献
髓核细胞退变的病理机制十分复杂,完整的退变过程目前尚未明确。髓核细胞退变保守治疗或手术治疗均具有一定局限性。近年来,生物分子技术和组织工程技术的发展为修复退变髓核细胞提供了新的思路和方法。干预Notch信号通路、调节细胞内的生长因子或抑制因子的表达对修复早期退变髓核细胞均具有积极作用,而细胞移植技术和生物复合材料的兴起也为严重的退行性病变提供了新的选择。因此,未来深入研究生物分子技术和组织工程材料
通过化学共聚改性的方法在粉末涂料聚酯树脂中引入有机硅,合成了粉末涂料用有机硅改性聚酯树脂,研究了有机硅中间体用量对改性聚酯树脂黏度、相对分子质量及其分布、玻璃化转变温度和热失质量的影响。并用其制备了平面和消光2种粉末涂料,研究了不同有机硅中间体加量对涂层性能的影响。结果表明:有机硅中间体加量为42%的改性聚酯树脂具有合适的玻璃化转变温度和黏度,制备的粉末涂层具有良好的附着力;在350℃左右的高温下
反应堆压力容器(RPV)用钢材料的断裂韧度是结构完整性评价的关键参数,通常采用威布尔统计分布模型描述断裂韧度的分散性以获得准确的评价结果。测试并收集了较多国产RPV用钢断裂韧度数据,并采用无量纲形变极限对数据进行有效性筛选。利用矩法估计建立了国产RPV材料断裂韧度的威布尔分布模型,并与美国ORNL统计模型进行了对比分析。分析认为基于国产材料建立的统计分布模型更适合于国产RPV结构完整性评价。
接触网作为电气化铁路基础设施之一,在高原特殊环境和气候条件下,其服役特性、运行工况与其他地区相比呈现出显著的差异。本文对与电力机车受流直接相关的接触线进行电气分析,并对今后高原电气化铁路接触线线材的选型提出了建议。
抗氰呼吸是指对细胞色素氧化酶抑制剂以及阻断细胞色素C之间电子传递的抑制剂不敏感的线粒体呼吸,是以交替氧化酶为末端氧化酶的非磷酸化的电子传递途径。在真菌界,抗氰呼吸主要存在于厌氧发酵酵母样真菌。抗氰呼吸可调节真菌细胞能量代谢,并可降低细胞内活性氧的生成,以适应环境条件的改变,增强真菌适应各种环境胁迫的能力。本文主要对真菌抗氰呼吸及其交替氧化酶的最新研究进展作一综述。
医用Ti-13Nb-13Zr合金不仅拥有高强度、低弹性模量、良好抗磨耐腐蚀性能,而且还兼备无毒性元素且良好生物相容性等优点,在临床医学领域上得到了广泛地应用。但该合金存在天然惰性,植入后与人骨组织之间难以形成稳定的骨性结合,缺乏对骨缺损组织的骨整合能力及主动修复功能,生物活性差。将Ti-13Nb-13Zr合金多孔化可以显著降低合金弹性模量和减少“应力-屏蔽”现象发生的同时,还有利于生物组织在孔隙结
环境问题的日益突出,能源储备的日益紧张,能源需求的日益增多,使得热电材料受到越来越广泛的关注。热电材料的热电转换效率通过热电优值ZT来体现,热电优值ZT越高,材料的热电转换效率越高,材料的热电性能也就越好。可以说,提高材料的热电优值是所有热电材料领域的研究人员的共同努力方向。以Pb Te为基础的热电材料凭借其优异的热电性能而得到大量研究人员的青睐,但长久以来,Pb Te类材料的性能一直没有比较显著
铜有很多优点,如导热导电性、易加工、易回收、储量丰富等,在很多领域如电子、国防、建筑、热装备等广泛地使用。随着时代的发展,传统铜基材料的性能不能满足某些领域的应用要求。碳纳米管、石墨烯作为碳纳米材料的典型代表,因具有优异的力、电、热学性能被用作铜基复合材料的增强体。然而,碳与铜的润湿性较差以及较大的密度差异导致很难将碳材料均匀分散在铜基体中。本文分别以葡萄糖和聚乙二醇为碳源,通过原位生成和SPS烧
近年来,纳米材料增强银基复合材料发展较快,一般是通过不同的制备方法使纳米相均匀的或成一定方向分布在银基体中来制备复合材料,这其中使用碳纳米管(CNTs)作为增强体加入到银基体中制备的复合材料就是一种性能优异的材料。本研究使用分子级共混法制备CNTs/Ag2O复合粉末,SPS烧结制备CNTs/Ag复合材料。首先从CNTs/Ag2O复合粉末的制备工艺开始,研究了其对复合粉末性质的影响;其次,研究了CN
随着科技的日益发展,信息、生物技术和能源等行业的快速发展必然对材料性能提出新的需求,元件的智能化、高集成和高密度存储等特点也要求材料的尺寸越来越小。在这种大环境下,纳米材料应运而生,纳米发光材料凭借其优异的性能,被越来越多的科研工作者所重视。其中,具有优异光学性能的稀土发光材料和碳量子点在照明、显示、防伪等领域都有广泛的应用。但是,稀土发光材料和碳量子点存在着许多问题,由于稀土离子独特的4f-4f