Matrisekompositter av karbon nanorør - Carbon nanotube metal matrix composites
| Del av en serie artikler om |
| Nanoteknologi |
|---|
| Effekt og applikasjoner |
| Nanomaterialer |
| Molekylær selvmontering |
| Nanoelektronikk |
| Nanometrologi |
| Molekylær nanoteknologi |
| Del av en serie artikler om |
| Nanomaterialer |
|---|
 |
| Karbon nanorør |
| Fullerenes |
| Andre nanopartikler |
| Nanostrukturerte materialer |
Matrisekompositter av karbon-nanorør (CNT-MMC) er en voksende klasse av nye materialer som blander karbon-nanorør i metaller og metalllegeringer for å dra nytte av den høye strekkfastheten og elektriske ledningsevnen til karbon-nanorørmaterialer.
Karbon nanorør forsterket metall matrise kompositter produksjonsmetoder
CNT-MMC kan produseres på flere forskjellige måter. Disse produksjonsmetodene inkluderer, men er ikke begrenset til, forskjellige pulvermetallurgiteknikker som varmpressing , varmekstrudering, halvfast pulverbehandling, termisk sprøyting , forstøvning , fysisk dampavsetning og pulserende laseravsetning .
Pulvermetallurgiteknikker
Konvensjonell sintring er den enkleste metoden for å produsere komposittpakninger av CNT-metallmatrise. CNT og metallpulver blandes ved en mekanisk legering / blanding, og komprimeres for å danne en grønn kompakt, som deretter sintres for å få sluttproduktet. Metallkompakter er utsatt for oksidasjon sammenlignet med keramikk, og sintringen må derfor gjøres i en inert atmosfære eller under vakuum. En stor ulempe ved denne prosesseringsveien er manglende evne til å skreddersy CNT-distribusjonen i metallmatrisen.
Mikrobølgeovnsintring er en av dem og er vesentlig forskjellig fra konvensjonell sintring. I mikrobølgeovnsintringsprosessen blir materialet oppvarmet internt og volumetrisk i motsetning til i en konvensjonell prosess der varme stammer fra en ekstern varmekilde. Sintringssyklus tid for mikrobølgeovnsintring er mye kortere sammenlignet med den vanlige sintringssyklusen.
Sintring av plasmasintring er en teknikk som tar bare noen få minutter å fullføre en sintringsprosess sammenlignet med konvensjonell sintring som kan ta timer eller til og med dager for det samme. Høy sintringshastighet er mulig i SPS siden høy oppvarmingshastighet lett kan oppnås på grunn av intern oppvarming av prøven i motsetning til ekstern oppvarming sett i tilfelle konvensjonell sintring. For konvensjonell sintring må det vanligvis tilberedes en grønn kompakt eksternt ved bruk av en egnet form og hydraulisk maskin for å påføre nødvendig trykk. I SPS blir pulveret direkte matet inn i grafittformene, og dysen er lukket med passende slag. Alle typer materialer, selv de som er vanskelige å fortette, kan lett sintres i SPS. På grunn av fordelen med høy oppvarmingshastighet og mindre holdetid, kan SPS begrense uønskede sintringsreaksjoner i høyreaktive systemer i motsetning til konvensjonell sintring, og dermed kan dannelse av uønskede produktfaser unngås.
Halvfast pulverbehandling er en unik metode som fabrikerer komposittmaterialer med pulverblandinger i halvfast tilstand. Starter med metall-CNT pulverblanding, blir metallpulveret oppvarmet til halvfast tilstand, og trykk påføres for å danne metallmatrisekomposittene. Denne metoden har mange fordeler, for eksempel enkel og rask prosess og fleksibel egendomsskreddersy.
Dispersjon av karbonnanorør og brudd på CNT under blanding
En vanlig metode for å spre CNT i metallmatrisen er mekanisk legering. Imidlertid rapporterte mange forskere lengdereduksjon og skade på CNT under mekanisk legeringsprosess.