Vědci udělali průlom ve vývojiuhlíkové nanotrubice (CNT)vyztužené hliníkové kompozity využitím ultrakrátkých CNT s jedinečnou intrakrystalickou disperzibilitou. Uhlíkové nanotrubičky v nanoměřítku jsou rovnoměrně rozmístěny v ultrajemných hliníkových zrnech. Ve srovnání s typickými kompozity CNT/Al s mezikrystalovou disperzí CNT má tento intrakrystalický kompozit uhlíkové nanotrubice/hliník silnější schopnost ukotvit a udržovat dislokace, což má za následek zvýšenou pevnost a tažnost. Tato inovativní strategie intrakrystalického rozptylu poskytuje novou cestu pro vývoj pevných a houževnatých kompozitních materiálů na bázi kovu vyztužených nanokarbony. Výzkum byl nedávno publikován v prestižním akademickém časopise.
Podle výzkumníků poskytuje využití ultrakrátkých CNT oproti tradičním CNT několik výhod, včetně lepší disperzibility a nižších nákladů na zpracování. Distribuce CNT uvnitř hliníkových zrn eliminuje riziko aglomerace CNT a tvorby mezifázových dutin. Tato intrakrystalická disperze výrazně zlepšuje celkový mechanický výkon kompozitního materiálu.
Studie poskytuje vhled do mechanických vlastností intrakrystalických uhlíkových nanotrubicových/hliníkových kompozitů a otevírá nové možnosti pro navrhování nanostrukturních kompozitních materiálů na bázi kovu s vynikající pevností a tažností. Takové materiály mají potenciální použití v letectví, automobilovém průmyslu a dalších vysoce výkonných inženýrských oborech.
Obrázek 1. Schematický diagram přípravy dlouhých a krátkých CNT/Al kompozitních materiálů pomocí procesů kulového frézování, slinování a vytlačování za tepla s proměnnou rychlostí
Obrázek 2. TEM snímky dlouhých (a) a krátkých (b) CNT/Al kompozitních materiálů. Procentuální a délková distribuce intergranulárních a intragranulárních uhlíkových nanotrubic v extrudovaných kompozitních materiálech: (a) dlouhé kompozitní materiály CNT/Al, (b) krátké kompozitní materiály CNT/Al.
Obrázek 3. (a) STEM snímek dlouhého uhlíkového nanotrubice/hliníkového kompozitního materiálu s bílými šipkami zobrazujícími uhlíkové nanotrubice a (b-d) HRTM zobrazující strukturu uhlíkových nanotrubic s γ - Al2O3 a Al4C3; (e) Krátký kompozitní materiál CNT/Al, bílá šipka představuje CNT, (f-h) HRTEM představuje strukturu CNT a γ - Al2O3.
Obrázek 4. (a) Technická křivka napětí-deformace v tahu, (b) Křivka skutečného napětí-deformace, (c) Křivka rychlosti deformačního zpevnění Al a dlouhých krátkých CNT/Al kompozitních materiálů. (d) Míra prodloužení a účinnost zpevňování.
Obrázek 5. STEM obrazy a dislokační hustota kompozitních materiálů po 4% tahové deformaci: (a), (c) dlouhé kompozitní materiály CNT/Al a (b), (d) krátké kompozitní materiály CNT/Al.
SAT NANO je jedním z nejlepších dodavatelů uhlíkových nanotrubic, můžeme nabídnout prášek MWCNT, MWCNT-OH, MWCNT-COOH, pokud máte jakýkoli dotaz, neváhejte nás kontaktovat na adrese sales03@satnano.com
