發(fā)布時間：2017-06-22 10:15

  本文關鍵詞：微波輔助制備CNT-Cu復合材料及其性能研究，由筆耕文化傳播整理發(fā)布。

【摘要】：碳納米管是一種管狀的石墨層,具有許多優(yōu)異的性能,作為一種理想的增強體被廣泛應用于金屬基復合材料。碳納米管增強銅基復合材料是制備電線電纜、耐磨軸承、集成電路片等的理想材料。微波是指頻率為300MHz～300GHz的電磁波,微波具有選擇性加熱、均勻加熱、快速加熱等優(yōu)點。本文以微波加熱為輔助手段,將微波加熱應用于CNTs的純化和表面改性(鍍銅),采用微波燒結方式制備CNT-Cu復合材料,探究微波對各個過程的作用和機理,通過微波燒結粉末冶金法制備CNTs增強Cu基復合材料,對復合材料進行密度、硬度、力學性能測試,并對觀察其顯微組織。實驗結果表明：(1)微波氣相法對MWNTs具有良好的純化效果,從Raman、XRD、TGA的分析結果可知炭質被除去,AFS分析結果顯示金屬雜質被除去,從SEM和TEM圖片可看出純化后MWNTs間的雜質明顯減少,MWNTs的結構幾乎無破壞,分散性變好；微波焙燒溫度為500℃C,保溫時間為20min時純化效果最好；微波氣相法與傳統(tǒng)純化方法比較,純化效率更高,純化效果更好,有利于進行大規(guī)模的純化處理。(2)微波加熱能有效提高化學鍍銅的速率,與普通鍍銅相比,本次實驗中微波提高鍍銅速率約12倍,通過微波輔助進行CNTs的表面鍍銅可得到均勻、完整的鍍層,鍍覆效率高,且對CNTs幾乎無破壞。本次化學鍍銅實驗控制溫度統(tǒng)一,排除微波熱效應,因此造成微波快速鍍銅的原因主要為微波非熱效應。(3)通過微波燒結制備的CNT-Cu復合材料性能優(yōu)異,CNTs含量為1wt.%,微波燒結溫度為1000℃,微波燒結30min時,復合材料的密度達到8.3405g/cm3,致密度為96.95%,CNTs含量為2wt.%,1000℃下微波燒結30min時樣品的致密度最高,達到98.09%,CNTs含量為2wt.%,1000℃下微波燒結10min時樣品的硬度最高,達到395.18HV,2wt.%的CNTs能均勻分散在Cu基體中,起到增強相的作用,微波燒結制備的CNT-Cu復合材料的屈服強度和抗拉強度很高,分別達到254.14MPa和346.85MPa,較純銅分別提高了30%和20%左右,但材料的斷后延伸率8%,斷面收縮率約為30%。
【關鍵詞】：碳納米管 微波加熱 純化 化學鍍銅 銅基復合材料
【學位授予單位】：昆明理工大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TB33
【目錄】：

• 摘要5-6
• ABSTRACT6-11
• 第一章 緒論11-29
• 1.1 引言11
• 1.2 碳納米管的研究現(xiàn)狀11-19
• 1.2.1 碳納米管概述12-13
• 1.2.2 碳納米管的純化13-16
• 1.2.3 碳納米管的表面處理16-19
• 1.3 碳納米管增強金屬基復合材料的研究現(xiàn)狀19-23
• 1.3.1 金屬基復合材料的制備方法19-21
• 1.3.2 金屬基復合材料的性能21-22
• 1.3.3 金屬基復合材料的強化機理22
• 1.3.4 碳納米管增強銅基復合材料22-23
• 1.4 微波加熱技術23-27
• 1.4.1 微波加熱的原理23-24
• 1.4.2 微波加熱的特性24-25
• 1.4.3 微波加熱的應用25-26
• 1.4.4 微波燒結研究現(xiàn)狀26-27
• 1.5 本文的研究背景與內容27-29
• 第二章 微波輔助進行碳納米管的純化29-44
• 2.1 引言29-30
• 2.2 微波氣相法純化碳納米管30-33
• 2.2.1 微波純化原理30-32
• 2.2.2 微波純化工藝32-33
• 2.3 結果與分析33-41
• 2.3.1 氧化溫度研究33-35
• 2.3.2 氧化時間研究35-41
• 2.4 微波氣相法純化碳納米管的分析41-43
• 2.4.1 升溫速率對比41-42
• 2.4.2 燒蝕速率對比42-43
• 2.4.3 能耗對比43
• 2.5 小結43-44
• 第三章 微波輔助進行碳納米管的表面鍍銅44-57
• 3.1 引言44-45
• 3.2 微波輔助碳納米管表面鍍銅的工藝45-47
• 3.2.1 氧化處理45
• 3.2.2 敏化處理45-46
• 3.2.3 活化處理46
• 3.2.4 微波輔助化學鍍銅46-47
• 3.3 微波輔助碳納米管表面鍍銅的結果與分析47-56
• 3.3.1 碘量法測定Cu~(2+)濃度47-51
• 3.3.2 微波輔助CNTs鍍銅的XRD分析51-53
• 3.3.3 微波輔助CNTs鍍銅的SEM及EDS分析53-55
• 3.3.4 微波輔助CNTs鍍銅的TEM分析55-56
• 3.4 小結56-57
• 第四章 微波燒結制備碳納米管增強銅基復合材料57-78
• 4.1 引言57-61
• 4.1.1 研究現(xiàn)狀57
• 4.1.2 微波燒結的可行性分析57-59
• 4.1.3 正交試驗設計59-60
• 4.1.4 CNT-Cu復合材料性能的表征方法60-61
• 4.2 粉末冶金法制備CNT-Cu復合材料61-64
• 4.2.1 球磨混料61-63
• 4.2.2 復合粉末的壓制63-64
• 4.2.3 微波燒結制備CNT-Cu復合材料64
• 4.3 復合材料性能的檢測與分析64-76
• 4.3.1 密度與硬度分析64-69
• 4.3.2 金相組織分析69-71
• 4.3.3 力學性能分析71-74
• 4.3.4 斷口形貌分析74-76
• 4.4 小結76-78
• 第五章 結論78-79
• 致謝79-81
• 攻讀學位期間發(fā)表的論文及專利81-82
• 參考文獻82-93

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