Влияние добавок углеродных нанотрубок и оксидных нановолокон на механические свойства композита на основе алюминия
Автор: Алексеев А.В., Есиков М.А., Мали В.И., Хасин А.А., Предтеченский М.Р.
Журнал: Журнал Сибирского федерального университета. Серия: Техника и технологии @technologies-sfu
Статья в выпуске: 4 т.12, 2019 года.
Бесплатный доступ
С помощью метода порошковой металлургии получен композитный материал на основе алюминиевой матрицы, упрочненной добавками углеродных нанотрубок (УНТ) и оксидных нановолокон (НВ). Для изготовления порошковых смесей использовали низкоэнергетический помол на шаровой барабанной мельнице. Образцы композитного материала получали на установке электроискрового спекания. Анализ микроструктуры композитов показал присутствие в них агломератов нанотрубок и нановолокон. Обнаружена корреляция между плотностью и прочностью на изгиб композитных материалов. Тем не менее, использование низкоэнергетического помола позволяет минимизировать повреждение УНТ и НВ в ходе приготовления смесей и с этой точки зрения предпочтительно для получения композитов с высоким модулем упругости. Показано, что добавки углеродных нанотрубок в количестве 5-12 % масс. позволяют увеличить модуль упругости композитов на изгиб на 30-189 %, а добавки оксидных нановолокон в количестве 5 % масс. - на 78 %.
Углеродные нанотрубки, оксидные нановолокна, композитный материал, электроискровое спекание, модуль упругости при изгибе
Короткий адрес: https://sciup.org/146281205
IDR: 146281205 | DOI: 10.17516/1999-494X-0146
Список литературы Влияние добавок углеродных нанотрубок и оксидных нановолокон на механические свойства композита на основе алюминия
- Abolfazl Azarniya, Mir Saman Safavi, Saeed Sovizi, Amir Azarniya, Biao Chen, Hamid Reza Madaah Hosseini, and Seeram Ramakrishna Metallurgical Challenges in Carbon Nanotube-Reinforced Metal Matrix Nanocomposites. Metals, 2017, 7(10), 1-44
- Jin-zhi Liao, Ming-Jen Tan, Idapalapati Sridhar Spark plasma sintered multi-wall carbon nanotube reinforced aluminum matrix composites. Materials & Design, 2010, 31, 96-100
- Jinzhi Liao, Ming-Jen Tan Mixing of carbon nanotubes (CNTs) and aluminum powder for powder metallurgy use. Powder Technology, 2011, 208(1), 42-48
- Cavaliere P., Sadeghi B., and Shabani A. Carbon nanotube reinforced aluminum matrix composites produced by spark plasma sintering. J. Mater. Sci., 2017, 52(14), 8618-8629
- Biao Chen and Katsuyoshi Kondoh Sintering Behaviors of Carbon Nanotubes-Aluminum Composite Powders. Metals, 2016, 6(9), 213-218
- Baisong Guoa, Song Nia, Jianhong Yib, Rujuan Shena, Zhonghua Tanga, Yong Dua, Min Song. Microstructures and mechanical properties of carbon nanotubes reinforced pure aluminum composites synthesized by spark plasma sintering and hot rolling. Materials Science & Engineering A, 2017, 698, 282-288
- Dong H. Nam, Seung I. Cha, Byung K. Lim, Hoon M. Park, Do S. Han, Soon H. Hong. Synergistic strengthening by load transfer mechanism and grain refinement оf CNT/Al-Cu composites. Carbon, 2012, 50 (7), 2417-2423
- Hansang Kwon, Dae Hoon Park, Jean Franзois Silvain, Akira Kawasaki. Investigation of carbon nanotube reinforced aluminum matrix composite materials. Composites Science and Technology, 2010, 70(3), 546-550
- Bunakov N.A., Kozlov D.V., Golovanov V.N., Klimov E.S., Grebchuk E.E., Efimov M.S., Kostishko B.B. Fabrication of multi-walled carbon nanotubes-aluminum matrix composite by powder metallurgy technique. Results in Physics, 2016, 6, 231-232
- Singhal S.K., Pasricha Renu, Jangra Mamta, Chahal Rajiv, Teotia Satish, Mathur R.B. Carbon nanotubes: Amino functionalization and its application in the fabrication of Al-matrix composites. Powder Technology, 2012, 215-216, 254-263
- Yufeng Wu, Gap-Yong Kim, Alan M. Russell Effects of mechanical alloying on an Al6061-CNT composite fabricated by semi-solid powder processing. Materials Science and Engineering A, 2012, 538, 164-172
- Hansang Kwon, Gil-Geun Lee, Sung-Gyoo Kim, Byung-Woo Lee, Won-Chan Seo and Marc Leparoux Mechanical properties of nanodiamond and multi-walled carbon nanotubes dual-reinforced aluminum matrix composite materials. Materials Science and Engineering: A, 2015, 632, 72-77
- Arun G. Kumar Investigation of flexural strength for carbon reinforced aluminum nano composite. International Journal of Mechanical Engineering and Technology (IJMET), 2017 8(12), 1083-1088
- Danilo Marini, Virgilio Genova, Francesco Marra, Giovanni Pulci, Marco Valente. Mechanical Behaviour with Temperatures of Aluminum Matrix Composites with CNTs. Chemical engineering transactions, 2017, 60, 25-30
- Dominique Poirier, Raynald Gauvin, Robin A.L. Drew Structural characterization of a mechanically milled carbon nanotube/aluminum mixture Composites Part A: Applied Science and Manufacturing, 2009, 40(9), 1482-1489
- Balshin M.Y. Relation of mechanical properties of powder metals and their porosity and the ultimate properties of porous metal-ceramic materials. Dokl Akad SSSR 1949, 67(5), 831-834
- Xudong Chen, Shengxing Wu, Jikai Zhou. Influence of porosity on compressive and tensile strength of cement mortar. Construction and Building Materials, 2013, 40, 869-874
