首先采用顆粒復合法(pcs,particlecompositesystem)對cu-碳納米管(cnt)粉末進行表面改性處理,得到cnt鑲嵌或包覆于較軟微米cu顆粒表面的復合粉,其形貌近似球形,然后將復合粉通過sps燒結工藝制備成cu-2%(質量分數)cnt復合材料。通過硬度測試、密度測試、sem形貌觀察和能譜分析,研究了pcs處理時間對cu-2%cnt復合材料的組織和性能的影響并與普通混粉后的復合材料做了比較。結果表明,隨著pcs處理時間的延長,復合粉末粒徑不斷減小,在40min以后,隨時間的延長,粒徑基本保持不變。與純cu相比,經pcs處理后制備的cu-2%cnt復合材料硬度有26%~34%的提高,與普通混粉24h相比提高了20%~26%;cnt在銅基體中呈連通的網狀結構,復合材料的致密度達97%以上。

高強度高導電銅基材料是一種應用廣泛的功能材料,而將碳納米管作為增強相來制備銅基復合材料可望得到性能優良的高強度高導電材料。碳納米管的分散性以及與銅基體的界面結核性是制備具有優良性能材料的關鍵,介紹了對碳納米管進行表面處理的方法并提出采用區域熔煉法來制備碳納米管增強銅基復合材料的工藝,通過前期實驗證明該工藝可以改善碳納米管與銅基體的結合性。

引言聚烯烴是國民生活和現代國防不可或缺的基礎原材料,但與abs、pc等工程塑料相比,其剛性不足,低溫脆性也較明顯,因此很難作為結構材料使用。納米技術的出現為聚烯烴材料性能的提高提供了廣闊的空間[1],其中,納米復合材料中存在納米尺寸效應、超大的比表面積以及很強的界面相互作用,具有比強度高、可設計性強、抗疲勞性好等優點,因此,納米復合聚乙烯中含少量納米材料便能極大增強材料本身的性能,同時聚合物中納米材料的低含量也大大減少了無機載體在聚合物中的灰分,有利于聚合物材料高性能的保持,這引起了研究工作者的廣泛關注。

介紹了目前制備碳納米管復合材料的主要方法,綜述了原位復合法在制備碳納米管復合材料中的應用。通過對現有碳納米管復合材料原位復合技術的工藝方法、工藝特點、材料性能以及目前應用現狀等幾方面的討論,展示了該制備方法在實際應用中的優勢。

介紹碳納米管及其陣列摩擦學性能的理論和實驗研究,回顧碳納米管增強鋁基復合材料的減磨耐磨性能并討論了其機理。針對使用碳納米管增強鋁基耐磨性中遇到的問題探討了解決途徑,以期為設計制造低摩擦、高耐磨性碳納米管/鋁復合材料提供參考信息。

碳纖維增強鋁基復合材料 (2)

碳纖維增強鋁基復合材料

報道了在多壁碳納米管(mwnts)表面修飾聚丙烯酸(分子量為500~1000)作為親水層,改善納米管在水溶液中的溶解性,減少碳管自身團聚,順利實現碳納米管表面化學鍍銅。同時也考察了溫度、時間、攪拌速度等因素對鍍層的影響,確定中性條件在碳納米管表面鍍銅的最佳條件。

文章闡述了通過溶液混合法制備多壁碳納米管/聚氯乙烯復合材料,并對其性能進行了紅外表征,表明制得的復合材料具有良好的性能。

碳纖維增強鋁基復合材料

《河北紡織》2011年第二期（總145期）專題研究 1 碳納米管增強陶瓷基復合材料 王曉麗 （江蘇江陰國家紡織產品質量監督檢驗中心214400） 【摘要】：本文綜述了碳納米管獨特結構與力學性能，碳納米管增強陶瓷基復合材料的燒結成 型以及其物理、力學性能，并對碳納米管增強陶瓷基復合材料的研究進行了展望。 【關鍵詞】：碳納米管；陶瓷基復合材料；物理性能；力學性能 引言 碳納米管(carbonnanotubes，cnts：)[1]是一種非常奇特的新型一維納米材料, 碳納米管在結構上與其它的碳材料有很大的不同,它是由石墨中的碳原子在1200℃ 以上的高溫下,從其微觀結構的六邊形網格層面的邊界開始卷曲，直到兩個邊界完美 地結合在一起而形成的一個籠狀“纖維”。碳納米管呈空心管狀結構,其長度為微米 級,直徑為納米級。根據管壁的碳原子層數,可分為單壁

高強高導銅基材料是一類有著廣闊應用前景的材料,將碳納米管作為增強相來制備銅基復合材料可以滿足其對于強度和導電性的要求。制備出性能優良的復合材料的關鍵是解決碳納米管的均勻分散及其與銅基體的界面結合問題。介紹了目前碳納米管增強銅基復合材料的制備工藝及其所取得的成績,并展望了將來的發展方向。

綜述了碳納米管增強銅基復合材料的預處理和制備方法,探討了復合材料的組織、力學性能與摩擦學性能、電學性能和熱學性能;最后指出了碳納米管增強銅基復合材料今后的研究方向。

將酸化處理以后的碳納米管(cnts)與高密度聚乙烯(hdpe)復合,采用機械共混法制備了定向cnts/hdpe復合材料,并對其力學性能、相態結構、流變性能及熱性能進行了研究。結果表明:cnts的加入,提高了復合材料的屈服強度和拉伸模量,但同時卻降低了材料的斷裂強度和斷裂伸長率;cnts在hdpe基體中有了較好的分散性和相容性;cnts的加入對復合材料流變性能產生了較大的影響,加入少量的cnts可以使復合材料體系的表觀粘度降低,有利于hdpe加工性能的改善;cnts加入后,hdpe的熔融溫度和結晶熔融焓均有所下降。

研究了采用碳纖維(cf)和碳納米管(cnts)增強聚苯硫醚(pps)的力學性能和導電性能。實驗分別采用cf和cnts為添加劑,通過球磨混合后在平板硫化機上進行模壓成型,制備出cf/pps、cnts/pps和cnts/cfpps/復合材料。采用萬能試驗機測試復合材料的拉伸性能;采用數字式四探針測試儀測試材料的電導率。實驗研究了cf和cnts含量對其復合材料的導電性能和力學性能的影響,并進一步研究同時添加cf和cnts對復合材料增強作用。通過分析復合材料的導電性能和力學性能,分別得出cf含量為20%、cnts含量為15%時復合材料的力學性能和導電性能較理想。采用cf和cnts同時增強pps時,當cf添加16%、cnts添加4%時,cnts/cf/pps復合材料性能較好。此外,對cf和cnts增強機制進行初步討論。

碳納米管是一種一材多能和一材多用的功能材料和結構材料,尼龍/碳納米管復合材料具有優異的導電性、超強的力學性能和良好的導熱性,可望用于汽車、飛行器制造、電子機械等領域。對尼龍/碳納米管復合材料的制備方法、主要性能和應用進行綜述。

采用原子轉移自由基(atrp)活性聚合方法在多壁碳納米管(mwnt)表面接枝丙烯酸丁酯聚合物(pba),并以此對聚丙烯(pp)進行改性。紅外光譜(ft-ir)及透射電子顯微鏡(tem)測試結果表明,采用atrp法成功地將pba接枝到多壁碳納米管(mwnt)表面。對pp/mwnt復合材料電性能研究表明,mwnt-pba的添加比mwnt-cooh更能降低復合材料的電阻率。mwnt-pba的加入可使pp從絕緣材料轉變為抗靜電材料。mwnt-pba和mwnt-cooh加入pp都能提高材料的電性能,而mwnt-pba比mwnt-cooh的作用更加明顯。

用球磨法制備了碳納米管/cu復合材料粉末,采用掃描電鏡(sem)對不同工藝制備的復合粉末進行研究。結果表明,采用兩步實驗,通過調節工藝參數,可以得到恰當長度的碳管,能夠實現碳管在銅基體中的有效分散。

通過共沉淀法制備了尼龍6(pa6)/碳納米管(cnts)復合材料,并對復合材料的拉伸強度、分散和界面情況等進行了表征。添加質量分數2%cnts的復合材料拉伸強度提高了25%,繼續加大cnts用量,強度有所降低。sem表明cnts在復合材料中分散良好。研究了cnts用混合酸修飾對復合材料性能的影響。raman光譜顯示,在復合材料中,cnts各特征譜峰向高波數位移。

在氬氣保護下,采用碳納米管預制塊鑄造法制備了碳納米管/az91鎂基復合材料。觀察和分析了復合材料的微觀組織,測試了其室溫力學性能,并利用掃描電子顯微鏡(sem)和能譜分析(sed)對復合材料拉伸斷口形貌進行了觀察和分析。研究結果表明:該方法能有效地將碳納米管添加到鎂合金熔體中并且均勻分散;隨著碳納米管的加入,復合材料的晶粒組織得到不斷的細化,綜合力學性能得到明顯提高。

碳納米管(cnts)具有高長徑比、納米級直徑、較低的密度、良好的物理特性(如最大力學性能,高電導和熱導性),因此在高性能和多功能的聚合物納米復合材料中可以作為理想的增強填料。開發高性能cnts/聚合物納米復合材料的困難在于:(1)聚合基體中cnt的均勻分散;

日本大阪大學與北海道大學共同研制成功碳納米管（cnt）均勻分散的純海棉鈦復合材料，在該材料中添加了0．35％（質量）的cnt，從而制得了抗拉強度高達930mpa的復合材料。首先將cnt置入含有界面活性劑的水溶液中，采取超聲波振動攪拌并使cnt分散。海棉鈦粉經過這種水溶液浸漬后取出，經熱處理除去水分和界面活性劑后制成燒結體并擠壓成材。