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碳纳米管镍基复合材料的制备及性能研究

作　者: 肖松涛
导　师: 徐金城
学　校: 兰州大学
专　业: 材料物理与化学
关键词: 碳纳米管化学镀镍基复合材料 XRD SEM VSM
分类号: TB331
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
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内容摘要

镍基复合材料是用于燃气涡轮发动机的主要金属材料组成之一,具有耐高温、耐磨损、耐腐蚀和优良的力学性能。碳纳米管具有非常大的长径比、高强度、高比模量以及非常高的化学稳定性,因此将碳纳米管应用于金属基复合材料具有巨大的潜能。本文采用氧化、敏化、活化等方法,对碳纳米管表面进行预处理,然后采用化学镀的办法在预处理后的碳纳米管表面镀覆上一层镍磷合金层,以增强碳纳米管表面的润湿性和表面结合力。在对碳纳米管进行化学镀的实验中,分别对反应中的温度、pH值、还原剂等条件做了实验,确定了化学镀反应的最佳反应条件。并对化学镀镍后的碳纳米管分别进行XRD、SEM、VSM测试,对其性能做了表征。最后通过粉末冶金的方法,将碳纳米管化学镀镍后的样品与金属镍粉制备成碳纳米管镍基复合材料,并测试该复合材料的室温硬度、室温抗拉强度、延伸率和断面收缩率。通过对以上样品实验的测试,可以得到碳纳米管镍基复合材料中碳纳米管含量的最佳配比,即在15%含量时达到最大强度。本文还在碳纤维／碳纳米管表面采用化学镀的方法镀覆上镍磷铜三元合金镀层,并通过实验确定了实验反应条件、前处理方法、镀液成分等。

全文目录

中文摘要  5-6
Abstract  6-7
第一章文献概述  7-30
  1.1 复合材料概述  7-13
    1.1.1 复合材料的定义与发展  7-8
    1.1.2 金属基复合材料概述  8-9
    1.1.3 金属基复合材料特性  9-10
    1.1.4 金属基复合材料的制备技术  10-13
  1.2. 碳纳米管概述  13-21
    1.2.1 引言  13
    1.2.2 碳纳米管的结构  13-16
    1.2.3 碳纳米管的性能及应用  16-19
    1.2.4 碳纳米管复合材料  19-21
  1.3 材料表面镀层概述  21-30
    1.3.1 材料表面功能镀覆层的发展概述  22-23
    1.3.2 材料表面功能镀覆层的分类  23-25
    1.3.3 化学镀  25-28
    1.3.4 化学镀镍  28-30
第二章碳纳米管化学镀镍  30-40
  2.1 前言  30
  2.2 碳纳米管的化学镀镍实验  30-33
    2.2.1 碳纳米管的预处理  30-32
    2.2.2 碳纳米管化学镀镍  32-33
  2.3 碳纳米管化学镀镍的结果分析  33-39
    2.3.1 碳纳米管化学镀镍表征  34-36
    2.3.2 化学镀镍中条件性实验  36-39
  2.4 本章小结  39-40
第三章碳纳米管金属基复合材料的制备及测试  40-45
  3.1 碳纳米管金属基复合材料的制备  40-41
    3.1.1 混料  40
    3.1.2 压样成型  40-41
    3.1.3 坯体的烧结和热处理  41
  3.2 碳纳米管金属基复合材料的性能测试  41-44
    3.2.1 碳纳米管金属基复合材料的室温硬度  41-42
    3.2.2 复合材料的室温拉伸强度  42-43
    3.2.3 材料的室温塑性  43-44
  3.3 结论  44
  3.4 研究展望  44-45
第四章碳纤维/碳纳米管化学镀镍磷铜涂层  45-50
  4.1 碳纤维化学镀镍磷铜镀层  45-48
    4.1.1 实验概述  45
    4.1.2 碳纤维的预处理  45
    4.1.3 碳纤维化学镀镍磷铜涂层  45-46
    4.1.4 碳纤维镀镍合金层测定  46-48
  4.2 碳纳米管化学镀镍磷铜涂层  48-49
    4.2.1 碳纳米管化学镀镍磷铜涂层  48
    4.2.2 镀层的SEM测试  48-49
  4.3 本章小结  49-50
结论  50-51
参考文献  51-54
在学期间的研究成果  54-55
致谢  55

碳纳米管镍基复合材料的制备及性能研究

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