SPS法制备铜2%碳纳米管复合材料

介绍了目前制备碳纳米管复合材料的主要方法,综述了原位复合法在制备碳纳米管复合材料中的应用。通过对现有碳纳米管复合材料原位复合技术的工艺方法、工艺特点、材料性能以及目前应用现状等几方面的讨论,展示了该制备方法在实际应用中的优势。

文章阐述了通过溶液混合法制备多壁碳纳米管/聚氯乙烯复合材料,并对其性能进行了红外表征,表明制得的复合材料具有良好的性能。

为了制备晶粒细小、组织均匀的复合材料,提高材料的力学性能,用搅拌摩擦加工法制备碳纳米管增强铝基复合材料,并对不同碳纳米管含量的复合材料的微观结构、拉伸性能及断口形貌进行分析。结果表明:碳纳米管添加到铝基体中,搅拌摩擦中心区晶粒细小,碳纳米管与基体之间结合良好,未发现明显的缺陷;碳纳米管对基材有明显的强化作用,铝基复合材料抗拉强度随着碳纳米管含量的增加而提高;碳纳米管体积分数为7%时,抗拉强度达到201mpa,是基材的2.2倍;复合材料在宏观上呈现脆性断裂特征,微观上呈现韧性断裂特征,其断裂机制以cnts/al界面脱粘、基体撕裂和增强体断裂为主。

将酸化处理以后的碳纳米管(cnts)与高密度聚乙烯(hdpe)复合,采用机械共混法制备了定向cnts/hdpe复合材料,并对其力学性能、相态结构、流变性能及热性能进行了研究。结果表明:cnts的加入,提高了复合材料的屈服强度和拉伸模量,但同时却降低了材料的断裂强度和断裂伸长率;cnts在hdpe基体中有了较好的分散性和相容性;cnts的加入对复合材料流变性能产生了较大的影响,加入少量的cnts可以使复合材料体系的表观粘度降低,有利于hdpe加工性能的改善;cnts加入后,hdpe的熔融温度和结晶熔融焓均有所下降。

碳纳米管是一种一材多能和一材多用的功能材料和结构材料,尼龙/碳纳米管复合材料具有优异的导电性、超强的力学性能和良好的导热性,可望用于汽车、飞行器制造、电子机械等领域。对尼龙/碳纳米管复合材料的制备方法、主要性能和应用进行综述。

采用原子转移自由基(atrp)活性聚合方法在多壁碳纳米管(mwnt)表面接枝丙烯酸丁酯聚合物(pba),并以此对聚丙烯(pp)进行改性。红外光谱(ft-ir)及透射电子显微镜(tem)测试结果表明,采用atrp法成功地将pba接枝到多壁碳纳米管(mwnt)表面。对pp/mwnt复合材料电性能研究表明,mwnt-pba的添加比mwnt-cooh更能降低复合材料的电阻率。mwnt-pba的加入可使pp从绝缘材料转变为抗静电材料。mwnt-pba和mwnt-cooh加入pp都能提高材料的电性能,而mwnt-pba比mwnt-cooh的作用更加明显。

通过共沉淀法制备了尼龙6(pa6)/碳纳米管(cnts)复合材料,并对复合材料的拉伸强度、分散和界面情况等进行了表征。添加质量分数2%cnts的复合材料拉伸强度提高了25%,继续加大cnts用量,强度有所降低。sem表明cnts在复合材料中分散良好。研究了cnts用混合酸修饰对复合材料性能的影响。raman光谱显示,在复合材料中,cnts各特征谱峰向高波数位移。

在氩气保护下,采用碳纳米管预制块铸造法制备了碳纳米管/az91镁基复合材料。观察和分析了复合材料的微观组织,测试了其室温力学性能,并利用扫描电子显微镜(sem)和能谱分析(sed)对复合材料拉伸断口形貌进行了观察和分析。研究结果表明:该方法能有效地将碳纳米管添加到镁合金熔体中并且均匀分散;随着碳纳米管的加入,复合材料的晶粒组织得到不断的细化,综合力学性能得到明显提高。

基于cds良好的光学性质和单壁碳纳米管(swcnt)优异的电子学性质,制备了纳米cds/swcnt复合材料和纳米cds/聚乙烯亚胺(pei)功能化swcnt复合材料,并利用日光灯光源模拟太阳光研究了它们的光电性质.结果表明,纳米cds/swcnt复合材料呈现显著的负光电导现象,而纳米cds/pei-swcnt复合材料呈现强烈的正光电导现象.用电子转移理论对这一结果进行了解释.两样品在大角度弯折的情况下,光电性质均基本没有变化.因此,纳米cds/碳纳米管复合材料在光电领域,尤其是新兴的柔性光电子学领域有着良好的应用前景.

高强度高导电铜基材料是一种应用广泛的功能材料,而将碳纳米管作为增强相来制备铜基复合材料可望得到性能优良的高强度高导电材料。碳纳米管的分散性以及与铜基体的界面结核性是制备具有优良性能材料的关键,介绍了对碳纳米管进行表面处理的方法并提出采用区域熔炼法来制备碳纳米管增强铜基复合材料的工艺,通过前期实验证明该工艺可以改善碳纳米管与铜基体的结合性。

以多壁碳纳米管为填料,氟碳树脂为成膜物质,采用机械共混法制备了一种具有自清洁性能的耐腐蚀涂料,利用电化学阻抗谱法测定了碳纳米管的临界浓度,研究了碳纳米管的掺量对涂层自清洁性能、物理性能及耐化学品性能的影响。

引言聚烯烃是国民生活和现代国防不可或缺的基础原材料,但与abs、pc等工程塑料相比,其刚性不足,低温脆性也较明显,因此很难作为结构材料使用。纳米技术的出现为聚烯烃材料性能的提高提供了广阔的空间[1],其中,纳米复合材料中存在纳米尺寸效应、超大的比表面积以及很强的界面相互作用,具有比强度高、可设计性强、抗疲劳性好等优点,因此,纳米复合聚乙烯中含少量纳米材料便能极大增强材料本身的性能,同时聚合物中纳米材料的低含量也大大减少了无机载体在聚合物中的灰分,有利于聚合物材料高性能的保持,这引起了研究工作者的广泛关注。

碳纳米管_聚酰亚胺功能复合材料的制备与性能研究

采用熔融混炼的方法制备聚丙烯/多壁碳纳米管复合材料(pp/mwnts)。研究了复合材料的表面电阻率与mwnts含量的关系,结果发现:随着mwnts含量的不断增加,复合材料的电阻率呈不断下降趋势,并发现mwnts含量为3%时为复合材料的导电阈值。又通过对试样作透射电镜观察研究,从微观角度分析了复合材料电性能变化的原因。

碳纳米管(cnts)由于其独特的结构,较高的长径比,较大的比表面积,且具有超强的力学性能和良好的导热性,已经证明是塑料的非常优异的导电填料,聚合物基碳纳米管复合材料可望应用于材料领域的多个方面,尤其在汽车、飞机及其它飞行器的制造等军事和商业应用上带来革命性的突破。本文介绍了碳纳米管的结构形态和碳纳米管的制备、纯化、修饰方法及聚合物基碳纳米管复合材料的制备、性能,并综述了近几年来尼龙/碳纳米管复合材料的研究进展及应用前景。

研究生课程考核试卷 （适用于课程论文、提交报告） 科目：纳米材料与技术教师： 姓名：学号： 专业：类别：学术 上课时间：2014年9月至2014年12月 考生成绩： 卷面成绩平时成绩课程综合成绩 阅卷评语： 阅卷教师(签名) 重庆大学研究生院 碳纳米管陶瓷基复合材料 学生： 学号： 专业： 重庆大学材料科学与工程学院 二o一四年十二月 i 摘要 碳纳米管作为一种新型炭材料，由一层或者多层石墨片按照一定螺旋角卷曲 而成六边形无缝结构，具有独特的纳米结构和优异的力学、电学、热学和物理化 学性能，在各个领域显示出诱人的潜在应用价值和前景，引起了科学界广泛的研 究。碳纳米管因其独特的结构而具有许多独特的性能，除了在半导体器件、储氢、 传感器、吸附材料、电池电极、催化剂载体等领域具有非常广阔和诱人的应用前 景外,碳纳米管在制备结构、功能以及结构/功能一体化复

采用原子转移自由基(atrp)活性聚合方法在多壁碳纳米管(mwnt)表面接枝丙烯酸丁酯聚合物(pba),并以此对聚丙烯(pp)进行改性。红外光谱(ft-ir)及透射电子显微镜(tem)测试结果表明,采用atrp法成功地将pba接枝到多壁碳纳米管(mwnt)表面。采用熔融共混法制备了pp/mwnt复合材料,对其力学性能和耐热性能进行了研究,结果表明,接枝聚合物的碳纳米管提高了复合材料的拉伸强度和冲击强度,提高了pp的耐热性。mwnt-pba和mwnt-cooh加入pp都能提高材料的性能,而mwnt-pba比mwnt-cooh的作用更加明显。

日本大阪大学与北海道大学共同研制成功碳纳米管（cnt）均匀分散的纯海棉钛复合材料，在该材料中添加了0．35％（质量）的cnt，从而制得了抗拉强度高达930mpa的复合材料。首先将cnt置入含有界面活性剂的水溶液中，采取超声波振动搅拌并使cnt分散。海棉钛粉经过这种水溶液浸渍后取出，经热处理除去水分和界面活性剂后制成烧结体并挤压成材。

用聚四氟乙烯对碳纳米管(cnts)进行氟化改性,制备了氟化碳纳米管(f-cnts),并采用超声分散法和模具浇注法制备了环氧树脂(ep)/f-cnts复合材料。采用红外光谱、x射线衍射对f-cnts进行了表征,并利用透射电子显微镜观察了f-cnts在丙酮中的分散情况。研究了不同含量的f-cnts对ep/f-cnts复合材料的冲击性能、弯曲性能的影响。结果表明,在cnts表面生成了c—f键,成功地制备了f-cnts,使cnts之间的缠结团聚现象得到明显改善,提高了cnts在有机溶剂中的分散性;当f-cnts含量为1.5%(质量分数,下同)时,材料的冲击强度和弯曲强度最高,分别为25.90kj/m2、128.3mpa。

将柠檬酸还原法和nabh4还原法制备得不同粒径的au纳米粒子采用浸泡和呼吸两种方法引入到纳米管管壁中，制备出了具有热敏性质的pnipam纳米管和au纳米粒子的复合材料。实验发现，采用单纯的浸泡法时，纳米管对au纳米粒子的吸附在很短的时间内达到平衡。在相同的吸附时间内采用呼吸法，纳米管对小粒径的au粒子的吸附量更多一些，而对大粒径的au粒子的吸附量并没有明显增加。说明呼吸作用对吸附粒子的粒径具有一定的选择性。这为制备纳米粒子／聚合物纳米管复合材料提供了一条方便可行的途径。

通过水热合成方法制备了钒酸铋(bivo_4)和多壁碳纳米管/钒酸铋(mwcnts/bivo_4)复合材料,用xrd、sem-edx、drs等技术对所制备的材料进行了表征。研究了在可见光照射下材料降解亚甲基蓝溶液(mb)的光催化性能。当掺杂mwcnts后,增强了样品对可见光的吸收能力,减小了催化剂的带隙宽度,有利于提高bivo4复合材料在可见光下的光催化活性。在可见光照射下降解亚甲基蓝溶液的光催化实验表明,质量含量为10%mwcnts/bivo_4样品的光催化活性最高,可见光照射3h对亚甲基蓝溶液的降解率达91.8%,与纯bivo_4相比,其光降解率约提高了近1倍。

日本学者滝澤秀一等人研究了在钛合金中添加碳纳米管（cnt）的制造技术。通过在代表性的钛合金ti-6al-4v及sp700（ti-4．5al-3v-2mo-2fe）中均一微细分散地添加碳纳米管（添加量〈1％，质量分数）及其相应的后续制造技术，使合金的强度、延性、刚性大幅度改善。