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《昆明理工大学》 2015年
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碳纳米管修饰及其增强铜基复合材料的制备与研究

张文忠  
【摘要】:CNTs增强铜基复合材料具有高的导电性和导热性、高的比模量和比强度、良好的耐摩擦性和耐腐蚀性等优点,在电力、电气和电子器件等领域具有广阔的应用前景。但是,CNTs在铜基体中分散问题和两者界面结合问题一直未被解决。本文主要研究了,CNTs在Cu基体中的分散性和界面结合对复合材料性能的影响。本文采用粉末冶金法制备CNTs/Cu复合材料,主要研究内容和结果如下:(1)高能球磨切割CNTs的研究:在球料比50:1、搅拌桨转速800/1000rpm和填充系数0.21下,原始CNTs分别经干式和湿式球磨0.5~1h后,研究结果表明湿式球磨效果比干式球磨效果更好,得到的CNTs长度更短更集中、破坏程度低、裸露端口更多和产生的缺陷少。(2)CNTs纯化的研究:在浓硝酸和浓硫酸的体积比为3:1、搅拌速度600rpm和温度90℃下对CNTs保温处理4h。研究结果表明,获得的CNTs表面无定形碳和金属催化剂等杂质全被除去,并且在其表面引入了大量的活性含氧官能团,有利于CNTs在铜基体中的分散与结合。(3)高能球磨制备CNTs/Cu复合粉体工艺参数的研究。采用6因素5水平的正交试验表L25(56)研究高能球磨法制备CNTs/Cu复合粉体工艺参数,得到制备CNTs/Cu复合粉体的最优球磨参数为:填充系数0.29、球料比20:1、搅拌桨转速600/800rpm、球磨时间3h、CNTs含量4vol%和CNTs直径10~20nm。(4)CNTs不同修饰工艺对CNTs/Cu复合材料性能影响的研究。首先对CNTs进行不同修饰工艺处理,在通过湿式球磨制备2vol%-CNTs/Cu复合粉体,最后经冷压成型-烧结-复压制得CNTs/Cu复合材料。研究结果表明:CNTs的球磨短切和纯化处理均有利于CNTs在Cu基体中的分散与结合,其中湿磨1h后的CNTs经纯化处理制得2vol-CNTs/Cu复合材料综合性能最高,抗拉强度为296.0MPa、维氏硬度为139.8HV和电导率为54.4%IACS;抗拉强度和维氏硬度较相同工艺制备未加入CNTs的Cu基体材料分别提高了 123.6%和42.9%,电导率较相同工艺制备未加入CNTs的Cu基体材料却降低了 19.6%。综上所述,湿式球磨切断和混酸纯化共同修饰CNTs的工艺适合粉末冶金法制备CNTs/Cu复合粉体,可以提高复合材料的抗拉强度和硬度性能。
【学位授予单位】:昆明理工大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TQ127.11;TB33

【参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 孟振强;刘如铁;熊拥军;赵福安;李溪滨;;球磨方式对多壁碳纳米管形貌和结构的影响[J];中国有色金属学报;2012年12期
2 聂俊辉;张亚丰;史娜;贾成厂;;镀钨碳纳米管增强铜基复合材料的制备及性能[J];北京科技大学学报;2012年07期
3 聂俊辉;贾成厂;张亚丰;史娜;李一;;机械球磨与放电等离子体烧结制备碳纳米管/铜复合材料[J];粉末冶金工业;2011年05期
4 周金梅;李海燕;林国栋;张鸿斌;;多壁碳纳米管的纯化及其表面含氧基团的表征[J];物理化学学报;2010年11期
5 曾大新;陈玉莲;;碳纳米管-铜复合粉的制备[J];材料工程;2010年03期
6 耿叶静;雷江伟;晏善成;何孝军;郑明东;;无定形纳米碳管的合成、表征及其纯化后的电化学性能[J];安徽工业大学学报(自然科学版);2009年03期
7 谷万里;盛文斌;;碳纳米管在与铜粉混合球磨过程中的形态演化[J];中国有色金属学报;2008年09期
8 赵弘韬;张丽芳;张玉宝;;碳纳米管纯化工艺的研究[J];科技创新导报;2008年26期
9 刘博;刘云芳;迟伟东;沈曾民;胡琳;;不同碱和酸处理对碳纳米管结构和形貌的影响[J];炭素技术;2008年04期
10 杨志伟;刘宝春;袁婕;;单壁碳纳米管的纯化研究[J];广东化工;2008年05期
中国硕士学位论文全文数据库 前1条
1 杨益;碳纳米管增强镁基复合材料的制备与性能研究[D];国防科学技术大学;2006年
【共引文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 何天兵;胡仁伟;何晓磊;李沛勇;;碳纳米管增强金属基复合材料的研究进展[J];材料工程;2015年10期
2 徐轶;肖璐;;单壁碳纳米管对人肝癌HepG2细胞的体外毒性研究[J];江西医药;2015年10期
3 石飞;;碳纳米管氧化功能化及其表征方法的研究进展[J];山东化工;2015年14期
4 郑佳;鲍瑞;邓辉;易健宏;;碳纳米管的纯化研究进展[J];粉末冶金技术;2015年03期
5 易健宏;鲍瑞;李才巨;沈韬;刘意春;陶静梅;谈松林;游昕;;碳纳米管增强Cu和Al基复合材料的研究进展[J];中国有色金属学报;2015年05期
6 孙丽枝;易清风;;钯纳米颗粒在不同碳质材料上的自发沉积与电活性[J];新型炭材料;2015年02期
7 唐冬梅;易勇;付志兵;王朝阳;唐昶环;;CO_2氧化对阵列碳纳米管结构和性能的影响[J];西南科技大学学报;2015年01期
8 夏纪勇;蒋叶;唐朝波;叶龙刚;唐谟堂;;采用液相球磨法由氧化铋制备次硝酸铋的工艺[J];中南大学学报(自然科学版);2015年02期
9 易健宏;鲍瑞;;粉末冶金在CNTs增强金属基复合材料中的应用[J];粉末冶金工业;2015年01期
10 袁秋红;曾效舒;刘勇;周国华;罗雷;吴俊斌;;碳纳米管增强镁基复合材料弹性模量的研究进展[J];中国有色金属学报;2015年01期
中国硕士学位论文全文数据库 前10条
1 邱志强;预处理CNTs增强AZ91镁基复合材料的组织细化机制[D];南昌大学;2018年
2 霸金;表面结构调控辅助钎焊SiO_2-BN陶瓷与TC4合金工艺研究[D];哈尔滨工业大学;2018年
3 陆志鹏;高温CNTs增强AZ91镁基复合材料组织和性能研究[D];南昌大学;2018年
4 简园园;旋转摩擦挤压制备CNTs/Mg复合材料的组织及界面特征[D];南昌航空大学;2017年
5 秦丰强;CNTs/Mg层状复合材料的制备与组织性能研究[D];哈尔滨工业大学;2017年
6 朱云柯;碳纳米管增强锌基复合材料的制备及其热变形行为研究[D];湘潭大学;2017年
7 程佳文;TiN纳米纤维增强Mg基复合材料的制备及性能研究[D];华中科技大学;2016年
8 于洋;CNTs/Al_2O_3联合增强镁基复合材料的组织与力学性能的研究[D];河北工业大学;2016年
9 熊伟;碳纳米管增强Nb/Nb_5Si_3基复合材料的制备与性能研究[D];南昌航空大学;2015年
10 朱小平;碳纳米管增强镁基复合材料的组织性能及变形行为研究[D];湖南大学;2015年
【二级参考文献】
中国期刊全文数据库 前10条
1 彭定芬;余皓;彭峰;王红娟;杨剑;;碳纳米管表面羧基对纳米RuO_2颗粒的分散作用[J];催化学报;2009年06期
2 谷万里;盛文斌;;碳纳米管在与铜粉混合球磨过程中的形态演化[J];中国有色金属学报;2008年09期
3 杨益;杨盛良;;碳纳米管增强金属基复合材料的研究现状及展望[J];材料导报;2007年S1期
4 郑瑞廷;程国安;赵勇;刘华平;;碳纳米管阵列拉曼光谱的对比研究[J];光谱学与光谱分析;2006年06期
5 许龙山;陈小华;陈传盛;李文华;杨植;;碳纳米管-超细铜粉复合粉体的制备[J];无机材料学报;2006年02期
6 许龙山;陈小华;吴玉蓉;潘伟英;徐海洋;张华;;碳纳米管铜基复合材料的制备[J];中国有色金属学报;2006年03期
7 丁志鹏;张孝彬;许国良;何金孝;涂江平;陈卫祥;;碳纳米管/铝基复合材料的制备及摩擦性能研究[J];浙江大学学报(工学版);2005年11期
8 凤仪,袁海龙,张敏,冯建平;碳纳米管表面镀覆对碳纳米管-银复合材料性能的影响[J];中国机械工程;2005年10期
9 陈小华,李文华,陈传盛,许龙山,杨植,胡静;Preparation and properties of Cu matrix composite reinforced by carbon nanotubes[J];Transactions of Nonferrous Metals Society of China;2005年02期
10 易国军,陈小华,蒋文忠,张刚,陈传盛;碳纳米管的表面改性与镍的包覆[J];中国有色金属学报;2004年03期
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中国期刊全文数据库 前10条
1 冯江;宋克兴;梁淑华;国秀花;;混杂增强铜基复合材料的设计与研究进展[J];材料热处理学报;2018年05期
2 马润波;许世蒙;杜建华;邱健彬;;铜基复合材料组织形态分形特征的统计分析与研究[J];数学的实践与认识;2012年07期
3 刘贵民;李斌;杜建华;宋娅玲;;不同纳米相增强铜基复合材料的性能[J];粉末冶金材料科学与工程;2010年05期
4 许艳飞;湛永钟;孙赞;王颖;喻正文;;原位铜基复合材料的研究进展[J];稀有金属;2007年S2期
5 张俊超;刘平;田保红;任凤章;;形变原位铜基复合材料的研究进展[J];材料导报;2006年08期
6 高闰丰,梅炳初,朱教群,赵莉,李守忠;弥散强化铜基复合材料的研究现状与展望[J];稀有金属快报;2005年08期
7 曾立英;铜基复合材料的应用[J];稀有金属快报;2001年09期
8 曾立英 ,孙洪志;铜基复合材料的应用[J];稀有金属快报;2001年11期
9 董仕节,史耀武;铜基复合材料的研究进展[J];国外金属热处理;1999年06期
10 王玉林,刘兆年,张宏祥,范大楠;碳纤维(长纤)增强铜基复合材料的研究[J];天津大学学报;1988年04期
中国重要会议论文全文数据库 前10条
1 金永平;项春;崔梁萍;郭斌;;烧结工艺参数对石墨/铜基复合材料摩擦磨损行为的影响(英文)[A];真空技术与表面工程——第九届真空冶金与表面工程学术会议论文集[C];2009年
2 刘振宇;;碳纳米管/铜基复合材料的制备及性能研究[A];第十九届全国复合材料学术会议摘要集[C];2016年
3 杨浩;朱明明;李卫;;短碳纤维增强铜基复合材料的载流摩擦磨损研究[A];2013广东材料发展论坛——战略性新兴产业发展与新材料科技创新研讨会论文摘要集[C];2013年
4 尹延国;焦明华;俞建卫;解挺;刘煜;马少波;田明;;石墨表面金属镀层对铜基复合材料摩擦学性能的影响[A];第八届全国摩擦学大会论文集[C];2007年
5 周川;路新;贾成厂;刘博文;吴超;洪逍;;CNTs与Al_2O_3颗粒协同增强铜基复合材料[A];第十一届中国钢铁年会论文集——S11.粉末冶金[C];2017年
6 徐玉松;孙建科;;Al_2O_(3p)弥散强化铜基复合材料研究[A];2000年材料科学与工程新进展(下)——2000年中国材料研讨会论文集[C];2000年
7 金永平;胡明;郭斌;;烧结工艺参数对石墨/铜基复合材料摩擦磨损行为的影响[A];第九届真空冶金与表面工程学术会议论文摘要集[C];2009年
8 宋克兴;国秀花;张永振;王旭;张彦敏;;表层Cr_2O_3弥散强化铜基复合材料电滑动摩擦磨损性能研究[A];2011年全国青年摩擦学与表面工程学术会议论文集[C];2011年
9 郝素明;蔡乐平;胡文强;黄振莺;;热压制备Ti_2AlN/Cu复合材料及性能研究[A];第十九届全国高技术陶瓷学术年会摘要集[C];2016年
10 李斌;刘贵民;杜建华;;碳纳米管增强铜基复合材料的性能研究[A];第八届全国表面工程学术会议暨第三届青年表面工程学术论坛论文集(二)[C];2010年
中国重要报纸全文数据库 前1条
1 汪恒玉;“亮剑”高端市场 中铝洛铜结构调整显效[N];中国工业报;2012年
中国博士学位论文全文数据库 前10条
1 盛捷;ABO_3铁电陶瓷增强铜基复合材料的热物理性能及相变行为[D];哈尔滨工业大学;2017年
2 冉旭;铜基减摩耐磨复合材料的制备与性能研究[D];吉林大学;2005年
3 朱建华;复合电铸制备颗粒增强铜基复合材料工艺及性能研究[D];上海交通大学;2007年
4 赵铮;颗粒增强铜基复合材料的爆炸压实和数值模拟研究[D];大连理工大学;2007年
5 王德宝;高性能耐磨铜基复合材料的制备与性能研究[D];合肥工业大学;2008年
6 谢明;喷射沉积内氧化颗粒增强铜基复合材料的制备及其组织性能研究[D];昆明理工大学;2014年
7 茆平;可用于去除放射性碘的银/铜基复合材料的制备与反应机理研究[D];南京理工大学;2017年
8 崔照雯;碳纳米管、氧化铝颗粒协同增强铜基复合材料及表面涂层[D];北京科技大学;2015年
9 卓海鸥;液相原位反应制备纳米氧化钇弥散强化铜基复合材料及性能研究[D];南昌大学;2015年
10 杨晨;Ti_3AlC_2可加工导电陶瓷及其铜基复合材料的研制[D];吉林大学;2009年
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1 于竹丽;(Al-)Ti-B-Cu系原位合成颗粒增强铜基复合材料的反应机理及性能研究[D];南京理工大学;2018年
2 张文忠;碳纳米管修饰及其增强铜基复合材料的制备与研究[D];昆明理工大学;2015年
3 帅晶;超顺排碳纳米管增强铜基复合材料的微观结构与性能研究[D];清华大学;2017年
4 陈塘生;纳米相增强铜复合材料的制备及性能研究[D];湖南大学;2017年
5 杜明;石墨及镀铜石墨—铜基复合材料摩擦学性能研究[D];长春工业大学;2018年
6 王亚丽;碳纤维织物增强铜基复合材料的制备和性能研究[D];太原理工大学;2018年
7 杨长毅;石墨烯增强ODS铜基复合材料的制备工艺、组织与性能研究[D];华南理工大学;2018年
8 王臣臣;二硼化锆增强铜基复合材料的研究[D];暨南大学;2018年
9 洪鹏;碳纳米管增强铜基复合材料的制备、力学性能及微观结构研究[D];昆明理工大学;2017年
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