《碳納米管與陶瓷顆粒混雜增強銅基複合材料》是依託北京科技大學，由賈成廠擔任項目負責人的面上項目。
基本介紹
- 中文名：碳納米管與陶瓷顆粒混雜增強銅基複合材料
- 依託單位：北京科技大學
- 項目負責人：賈成廠
- 項目類別：面上項目
項目摘要,結題摘要,
項目摘要
本項目擬以具有明確套用背景的碳納米管與陶瓷顆粒混雜增強銅基複合材料為研究對象，採用粉末冶金的方法（包括熱壓、放電電漿燒結等）製備複合材料。研究混合方式對碳納米管與陶瓷顆粒分散狀態的影響，燒結前後坯體的微觀組織結構、強化體分布狀態與增強相體積分數的關係，燒結試樣的性能與成形前後強化體行為的關係。深入探討複合材料中基體、強化相種類及含量、原材料的表面狀態等因素對複合材料性能的影響，建立與完善混雜複合材料協同強化的模型，預測混雜複合材料的力學與物理性能，重點研究製備過程中金屬基體粉末與增強體相、以及不同增強體相之間的相互作用，完善現有理論，指導和最佳化設計；在理論基礎上最佳化工藝，製備出性能超出單一強化相增強的碳納米管-Al2O3顆粒協同增強銅基複合材料，拓展混雜增強複合材料的套用領域和與研究範圍。
結題摘要
本項目以具有明確套用背景的碳納米管與陶瓷顆粒混雜增強銅基複合材料為研究對象，採用粉末冶金的方法(包括熱壓、放電電漿燒結等)製備複合材料。研究混合方式對碳納米管與陶瓷顆粒分散狀態的影響，燒結前後坯體的微觀組織結構、強化體分布狀態與增強相體積分數的關係，燒結試樣的性能與成形前後強化體行為的關係。深入探討複合材料中基體、強化相種類及含量、原材料的表面狀態等因素對複合材料性能的影響，建立與完善混雜複合材料協同強化的模型，預測混雜複合材料的力學與物理性能，重點研究製備過程中金屬基體粉末與增強體相、以及不同增強體相之間的相互作用，完善現有理論，指導和最佳化設計，在理論基礎上最佳化工藝，製備出性能超出單一強化相增強的碳納米管A12O3顆粒協同增強銅基複合材料，拓展混雜增強複合材料的套用領域和與研究範圍。通過鹼式高錳酸鉀對純化後的CNTs進行改性處理，然後用分子水平法製得前驅體 CNTs／Cu複合粉末，來改善增強相和銅基體之間的浸潤性，使增強相更加均勻的分布在基體中。對其協同增強效果、最佳質量分數配比和材料性能進行了分析。採用混酸體系對CNTs進行表面改性處理，有效地解決了CNTs容易團聚的問題。CNTs和單相顆粒增強Cu基複合材料時，顯微硬度和抗拉強度達到117.2HV和243.2MPa，電導率為50.76 MS·m-1。AlN/Cu複合材料的顯微硬度和抗拉強度分別達到了119.5 HV和259.7 MPa，電導率為49.30 MS·m-1。提出了“協同作用”的概念。確定了兩相的最優質量分數配比，材料的緻密度（98.1%），維氏硬度（129.9）和抗拉強度（269.3 MPa）均優於相同總質量分數下兩增強相單獨作用時的複合材料；表現出了1+1＞2 的“正偏差”，起到了協同增強的效果。發表論文16篇，培養博士研究生2名，碩士研究生5名。
