攪拌軸線速度對(duì)MWCNTs/Cu復(fù)合粉體和材料性能的影響

余明俊，蔡曉蘭，周 蕾，易 峰，李 錚

(昆明理工大學(xué)冶金與能源工程學(xué)院，昆明 650093)

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攪拌軸線速度對(duì)MWCNTs/Cu復(fù)合粉體和材料性能的影響

余明俊，蔡曉蘭，周 蕾，易 峰，李 錚

(昆明理工大學(xué)冶金與能源工程學(xué)院，昆明 650093)

摘要：采用高能球磨法制備了多壁碳納米管與銅粉(MWCNTs/Cu)的復(fù)合粉體，隨后用真空熱壓燒結(jié)制備了MWCNTs/Cu復(fù)合材料，研究了球磨攪拌軸線速度對(duì)MWCNTs/Cu復(fù)合粉晶粒尺寸、粉體形貌及對(duì)MWCNTs/Cu復(fù)合材料力學(xué)性能的影響。結(jié)果表明：隨著攪拌軸線速度的增大，銅的晶粒尺寸明顯減小，攪拌軸線速度為4.2/4.8 m·s-1時(shí)，其晶粒尺寸趨于穩(wěn)定，為23 nm；MWCNTs/Cu復(fù)合材料的抗拉強(qiáng)度和硬度先增大后減小，當(dāng)攪拌軸線速度為4.2/4.8 m·s-1時(shí)，抗拉強(qiáng)度和硬度達(dá)到最大，分別為187.21 MPa 和166 HV；球磨后銅粉形貌由球狀變?yōu)槠瑺?MWCNTs嵌入銅基體內(nèi)，當(dāng)受到外界載荷時(shí)MWCNTs起到承擔(dān)載荷的作用，從而提高了復(fù)合材料的力學(xué)性能。

關(guān)鍵詞：高能球磨；MWCNTs/Cu復(fù)合材料；晶粒尺寸；力學(xué)性能

0引言

多壁碳納米管(MWCNTs)具有較高的彈性模量(超過(guò)1 TPa)、良好的導(dǎo)電性能、較低的密度以及高強(qiáng)度等特點(diǎn)[1-5]，已被廣泛應(yīng)用于增強(qiáng)銅基復(fù)合材料的制備[6-7]。

目前，MWCNTs/Cu復(fù)合材料的制備方法有粉末冶金法[8]、機(jī)械合金化法、內(nèi)氧化法[9]、高能球磨法以及反應(yīng)噴射沉積法等[10]。國(guó)內(nèi)外學(xué)者對(duì)MWCNTs/Cu復(fù)合材料的制備方法已開(kāi)展了大量的研究[11-12]，但還存在制備工藝繁瑣、周期長(zhǎng)、碳納米管與基體的結(jié)合性能較差以及復(fù)合粉體的細(xì)化程度不足等問(wèn)題[13-14]。高能球磨法利用機(jī)械能來(lái)誘發(fā)化學(xué)反應(yīng)或誘導(dǎo)材料組織、結(jié)構(gòu)和性能的變化，具有球磨時(shí)間短、增強(qiáng)相與基體結(jié)合性能好等優(yōu)點(diǎn)，作為一種制備合金粉末的高新技術(shù)，已引起材料科學(xué)界的廣泛關(guān)注。……