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碳纳米管在复合材料中的应用
来源:中国钢铁新闻网 2015-08-14 16:11:59
本文阅读次数:5366
文章关键词:
碳纳米管
复合材料
原文:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?news_id=1944
碳纳米管
因其独特的力学、电学及化学等特性,已在众多领域取得了广泛应用。随着
碳纳米管
合成技术的日益成熟,低成本大量合成
碳纳米管
已经成为可能。拓宽
碳纳米管
的应用范围,将具有重大的实用价值。
碳纳米管
无缝管状结构和管身良好的石墨化程度赋予了其优异的力学性能,据理论估算,单壁
碳纳米管
的拉伸强度为钢的100 倍,而质量只有钢的1 /6,并且延伸率可达到20%,其长度和直径之比可达100~1000,远远超出一般材料的长径比,因而被称为“超强纤维”,其性能优于当前的任何一种纤维,它既具有碳纤维的固有性质,包括奇特的电学性能、很好的柔韧性,良好的化学稳定性、热稳定性及吸附特性,又具有金属材料的导电导热性,陶瓷材料的耐热耐蚀性,纺织纤维的柔软可编性,以及高分子材料的易加工性。正是由于
碳纳米管
具有这些奇特的特性,所以可以作为
复合材料
理想的增强体,赋予
复合材料
以优异的性能。
碳纳米管
作为增强体增强的
复合材料
主要有
碳纳米管
/聚合物
复合材料
、
碳纳米管
/金属基
复合材料
和
碳纳米管
/陶瓷基
复合材料
三类。
一、
碳纳米管
/聚合物
复合材料
。
碳纳米管
具有独特的力学、电学性能,而聚合物则易于加工、适用性强,将两者的优势结合起来可以制备出性能优异、用途广泛的新材料。最近,有报道
碳纳米管
体积含量占总体积30%~50%的
碳纳米管
/聚合物
复合材料
的抗拉强度超过1.2GPa。另据报道,
碳纳米管
/纤维素纸的体积电导率为0.53 Ωcm,在15~40 GHz 的范围内屏蔽效能超过20 dB,且在30 ~ 40GHz 的范围内电磁波的吸收效能占80%以上,是一种很好的吸波材料。
二、
碳纳米管
/金属基
复合材料
。
现在已研究的有
碳纳米管
与铁基、镍基、铜基、铝基、镁基、银基等基体的
复合材料
,并取得了较好的性能。采用快速凝固法制备的
碳纳米管
增强Fe80P20
复合材料
,由于
碳纳米管
的加入大大提高了
复合材料
的热稳定性和电阻,同时还降低了
复合材料
的饱和磁力矩。将催化热解法得到的
碳纳米管
经化学镀镍表面处理后与铜粉混合,经分别冷压、热压、轧制和真空退火制成的
碳纳米管
/铜基
复合材料
,当
碳纳米管
在体积分数为12%~ 15%时,该
复合材料
润滑效果和抑制基体氧化的效果最好,耐磨性也最佳。
三、
碳纳米管
/陶瓷基
复合材料
。
陶瓷材料具有共价键与复杂离子键的键合以及复杂的晶体结构,因而呈现耐高温、耐磨损、质量轻和高温下强度保持率高等优异的性能,但陶瓷材料最大的缺点就是脆性,利用
碳纳米管
独特的力学性能,在陶瓷制备过程中加入一定量的
碳纳米管
,能极大地提高陶瓷材料的断裂韧性,改善陶瓷材料的脆性,提高其力学性能,同时还能很大地提高陶瓷材料的热学性能等。
文章来源:http://www.chinacompositesexpo.com/cn/news.php?news_id=1944
文章关键词:
碳纳米管
复合材料
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