碳纳米管—陶瓷复合材料的制备和性能研究

发布时间：2018-01-22 12:33

  本文关键词： 碳纳米管 陶瓷基复合材料 力学性能 微观结构　出处：《合肥工业大学》2015年硕士论文　论文类型：学位论文

【摘要】：陶瓷具有硬度高,耐磨损,耐腐蚀和机械强度高等特点,因此被广泛应用于航空航天、汽车工业和日常生活中。然而陶瓷材料的韧性问题阻碍了其在结构领域的应用。由于碳纳米管具有优异的力学、电学和热学性能,因此,将碳纳米管添加到陶瓷中来提高陶瓷的韧性是一种有效的方法。通过酸洗的方法使碳纳米管表面带上含氧官能团,进而吸附表面带有正电荷的氧化铝颗粒,这使得碳纳米管均匀分散于氧化铝基体中,并提升了碳纳米管和基体之间的界面相容性。采用热压的方法制备了碳纳米管一氧化铝复合材料。通过力学性能测试,发现在氧化铝陶瓷基体中添加1.5wt.%的碳纳米管所制得的复合材料的抗弯强度和断裂韧性分别为403.6MPa和4.21MPa.m1/2,相对于纯的氧化铝陶瓷分别提高了38%和35%。碳纳米管含量继续增加,由于碳纳米管发生团聚,复合材料的性能开始下降。采用热压法制备了碳纳米管—氮化铝复合材料。碳纳米管一氮化铝复合材料的性能随着烧结温度的升高而升高。当烧结温度为1750℃,保温1h,AlN-1wt.%CNTs复合材料的断裂韧性达到了3.89 Mpa·m1/2,相对于纯的氮化铝陶瓷提高了16%。碳纳米管含量继续增加,复合材料的性能开始下降。通过观察碳纳米管一陶瓷复合材料的显微结构,发现碳纳米管和陶瓷基体之间紧密的连接,碳纳米管的拔出,碳纳米管的桥连和裂纹的偏转导致了复合材料韧性的提升。
[Abstract]:The toughness of carbon nanotubes has been increased by 38 % and 4.21 MPa 路 m1 / 2 . The properties of carbon nanotubes are increased by 38 % and 4.21 MPa 路 m1 / 2 respectively .

【学位授予单位】：合肥工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TB332

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本文编号：1454675