Forskere har fået et gennembrud i udviklingen afkulstof nanorør (CNT)forstærkede aluminiumskompositter ved at bruge ultrakorte CNT'er med unik intra-krystallinsk dispergerbarhed. Kulstofnanorørene i nanoskala er ensartet fordelt i de ultrafine aluminiumskorn. Sammenlignet med typiske CNT/Al-kompositter med inter-granulær CNT-dispersion, har denne intra-krystallinske carbon nanorør/aluminium-komposit en stærkere evne til at forankre og opretholde dislokationer, hvilket resulterer i øget styrke og duktilitet. Denne innovative intra-krystallinske spredningsstrategi giver en ny vej til udvikling af stærke og seje nanocarbon-forstærkede metalbaserede kompositmaterialer. Forskningen er for nylig blevet offentliggjort i et prestigefyldt akademisk tidsskrift.
Ifølge forskerne giver brugen af ultrakorte CNT'er flere fordele i forhold til traditionelle CNT'er, herunder bedre dispergerbarhed og lavere behandlingsomkostninger. Fordelingen af CNT'er inde i aluminiumskornene eliminerer risikoen for CNT-agglomerering og dannelsen af hulrum i grænsefladen. Denne intra-krystallinske dispersion forbedrer den samlede mekaniske ydeevne af kompositmaterialet væsentligt.
Undersøgelsen giver indsigt i de mekaniske egenskaber af intra-krystallinske carbon nanorør/aluminium kompositter og åbner op for nye muligheder for at designe nanostrukturerede metalbaserede kompositmaterialer med overlegen styrke og duktilitet. Sådanne materialer har potentielle anvendelser inden for rumfart, biler og andre højtydende ingeniørområder.
Figur 1. Skematisk diagram af fremstilling af lange og korte CNT/Al-kompositmaterialer gennem kuglefræsning med variabel hastighed, sintring og varmekstruderingsprocesser
Figur 2. TEM-billeder af lange (a) og korte (b) CNT/Al-kompositmaterialer. Procentdelen og længdefordelingen af intergranulære og intragranulære carbonnanorør i ekstruderede kompositmaterialer: (a) lange CNT/Al-kompositmaterialer, (b) korte CNT/Al-kompositmaterialer.
Figur 3. (a) STEM-billede af langt kulstofnanorør/aluminium kompositmateriale, med hvide pile, der viser kulstofnanorør og (b-d) HRTM, der viser kulstofnanorørstruktur, med γ - Al2O3 og Al4C3; (e) Kort CNT/Al-kompositmateriale, hvid pil repræsenterer CNT'er, (f-h) HRTEM repræsenterer strukturen af CNT'er og γ - Al2O3.
Figur 4. (a) Teknisk trækspænding-strain-kurve, (b) Sand spænding-strain-kurve, (c) Tøjningshærdningshastighedskurve for Al og lange korte CNT/Al-kompositmaterialer. (d) Forlængelsehastighed og styrkelse af effektiviteten.
Figur 5. STEM-billeder og dislokationstæthed af kompositmaterialer efter 4 % trækdeformation: (a), (c) lange CNT/Al-kompositmaterialer og (b), (d) korte CNT/Al-kompositmaterialer.
SAT NANO er en af de bedste leverandører af kulstof nanorør, vi kan tilbyde MWCNT, MWCNT-OH, MWCNT-COOH pulver, hvis du har nogen forespørgsel, er du velkommen til at kontakte os på sales03@satnano.com
