高能球磨法制备高性能均一分散CNTs/Al5083复合材料

发布时间：2021-12-22 05:48

　　采用卧式高能球磨法制备0%²%CNTs/Al5083（质量分数）复合材料,研究球磨时间和CNTs含量对复合材料性能的影响。采用扫描电镜（SEM）和透射电镜（TEM）对复合材料的形貌进行表征,测试复合材料的抗拉强度及硬度。结果表明:当球磨时间为1.5h时,CNTs可均匀分散在Al5083基体中;CNTs质量分数为1.5%时,CNTs/Al5083界面结合力最好,复合材料的抗拉强度和硬度分别为188.8MPa和136HV,比未加CNTs的Al5083合金基体分别提高了32.2%和36%。 

【文章来源】：材料工程. 2017,45(11)北大核心EICSCD

【文章页数】：7 页

【部分图文】：

图１ＣＮＴｓ／Ａｌ５０８３复合材料的烧结工艺Ｆｉｇ．１ＳｉｎｔｅｒｉｎｇｐｒｏｃｅｓｓｏｆＣＮＴｓ／Ａｌ５０８３ｃｏｍｐｏｓｉｔｅｓ

材料工程２０１７年１１月酸处理过程中环状结构被破坏，ＣＮＴｓ端口打开，且从高倍透射图可以看出，开口处的ＣＮＴｓ原子排列结构完整。综上所述，混酸处理的ＣＮＴｓ不仅可以除杂，而且能切断ＣＮＴｓ，降低长径比和范德华力，进而减小团聚。图２原始ＣＮＴｓ的ＴＥＭ像（ａ），ＳＥＭ像（ｂ）和ＥＤＳ谱图（ｃ）Ｆｉｇ．２ＴＥＭｉｍａｇｅ（ａ），ＳＥＭｉｍａｇｅ（ｂ）ａｎｄＥＤＳｓｐｅｃｔｒｕｍ（ｃ）ｏｆｏｒｉｇｉｎａｌＣＮＴｓ图３纯化后ＣＮＴｓ的ＴＥＭ像（ａ，ｂ），ＳＥＭ像（ｃ）和ＥＤＳ谱图（ｄ）Ｆｉｇ．３ＴＥＭｉｍａｇｅｓ（ａ，ｂ），ＳＥＭｉｍａｇｅ（ｃ）ａｎｄＥＤＳｓｐｅｃｔｒｕｍ（ｄ）ｏｆＣＮＴｓａｆｔｅｒｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ图４为混酸处理前后ＣＮＴｓ的红外光谱图。可以看出，原始ＣＮＴｓ含有—ＯＨ（３４７０ｃｍ－１）和—ＣＯＯＨ（１７００ｃｍ－１），这是因为原始ＣＮＴｓ上含有Ｎａ２Ｏ，ＮｉＯ等，在与空气接触吸收水分后生成ＮａＯＨ，Ｎｉ（ＯＨ）２。混酸处理后的ＣＮＴｓ比原始ＣＮＴｓ在１７００ｃｍ－１和３４７０ｃｍ－１处的峰强度更高，而且在１５００ｃｍ－１出现了其他的含氧基团，这说明ＣＮＴｓ经混酸处理后，表面会引入Ｃ—Ｏ以及—ＯＨ官能团，这些官能团的存在会改变ＣＮＴｓ表面的一些特性，降低ＣＮＴｓ与Ａｌ５０８３基体表面能差，有利于ＣＮＴｓ在图４纯化前后ＣＮＴｓ的ＦＴＩＲ光谱图Ｆｉｇ．４ＦＴＩＲｓｐｅｃ

始ＣＮＴｓ的ＴＥＭ像（ａ），ＳＥＭ像（ｂ）和ＥＤＳ谱图（ｃ）Ｆｉｇ．２ＴＥＭｉｍａｇｅ（ａ），ＳＥＭｉｍａｇｅ（ｂ）ａｎｄＥＤＳｓｐｅｃｔｒｕｍ（ｃ）ｏｆｏｒｉｇｉｎａｌＣＮＴｓ图３纯化后ＣＮＴｓ的ＴＥＭ像（ａ，ｂ），ＳＥＭ像（ｃ）和ＥＤＳ谱图（ｄ）Ｆｉｇ．３ＴＥＭｉｍａｇｅｓ（ａ，ｂ），ＳＥＭｉｍａｇｅ（ｃ）ａｎｄＥＤＳｓｐｅｃｔｒｕｍ（ｄ）ｏｆＣＮＴｓａｆｔｅｒｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ图４为混酸处理前后ＣＮＴｓ的红外光谱图。可以看出，原始ＣＮＴｓ含有—ＯＨ（３４７０ｃｍ－１）和—ＣＯＯＨ（１７００ｃｍ－１），这是因为原始ＣＮＴｓ上含有Ｎａ２Ｏ，ＮｉＯ等，在与空气接触吸收水分后生成ＮａＯＨ，Ｎｉ（ＯＨ）２。混酸处理后的ＣＮＴｓ比原始ＣＮＴｓ在１７００ｃｍ－１和３４７０ｃｍ－１处的峰强度更高，而且在１５００ｃｍ－１出现了其他的含氧基团，这说明ＣＮＴｓ经混酸处理后，表面会引入Ｃ—Ｏ以及—ＯＨ官能团，这些官能团的存在会改变ＣＮＴｓ表面的一些特性，降低ＣＮＴｓ与Ａｌ５０８３基体表面能差，有利于ＣＮＴｓ在图４纯化前后ＣＮＴｓ的ＦＴＩＲ光谱图Ｆｉｇ．４ＦＴＩＲｓｐｅｃｔｒａｏｆＣＮＴｓｂｅｆｏｒｅａｎｄａｆｔｅｒｐｕｒｉｆｉｃａｔｉｏｎ１２４

【参考文献】：
期刊论文
[1]碳纳米管增强2024铝基复合材料的力学性能及断裂特性[J]. 邓春锋,马艳霞,薛旭斌,张学习,王德尊.  材料科学与工艺. 2010(02)



本文编号：3545867