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碳纳米管可以提升陶瓷材料强度碳纳米管（CNTs）具有高导电率，质量极轻，比钢更稳固等特点。
由于其独特的性能，它的应用范围从超轻型电池到高性能塑料再到医疗植入物等领域，其正日益成为众多材料应用领域的理想选择。
然而迄今为止，科学界和工业界仍然难以将碳纳米管在纳米尺度上的非凡特性转化应用在功能材料上——碳纳米管不能与其他材料充分结合，或者即使它们可以结合，也无法保留它们优异的属性。
德国Kiel大学（CAU）功能纳米材料工作组的科学家和意大利Trento大学的科学家们现在已经开发了一种可以将微小管与其他材料相结合，并且能够保持他们的优异特性的替代方法。
Kiel和Trento研究小组采用的方法基于一个简单的湿法化学渗透过程。
他们将碳纳米管与水混合并滴入由氧化锌制成的多孔陶瓷材料中，这种材料可以像海绵一样吸收液体。
滴落的线状CNT附着到陶瓷脚手架上并自动形成稳定的层，类似于毛毡，使得陶瓷表面涂覆上了碳纳米管。
这对于陶瓷表面以及纳米管涂层都具有令人意想不到的效果。
一方面，陶瓷架构的稳定性大大增加，使其可以承受自重10万倍的压力。
本文的作者Fabian Schütt解释说：“使用碳纳米管涂层，陶瓷材料可以承受大约7.5公斤重量，而不仅仅只能承重50克，就好像我们已经为其配备了由碳纳米·石墨烯·分子筛·碳纳米管·黑磷·类石墨烯·纳米材料江苏先丰纳米材料科技有限公司是国际上提供石墨烯产品很早的公司之一，现专注于石墨烯、管制成的贴身套头衫，提供了机械支撑。
材料上的压力被CNT毡的拉伸强度吸收，压缩力转化为拉伸力。
”增加强度的原理与竹制建筑物一样，竹茎可以用简单的绳索紧紧的捆绑在一起，轻质材料形成稳定的脚手架，甚至形成稳固的建筑物。
材料科学家也能够证明他们这种做法的另一个主要优点。
在第二步中，他们使用化学蚀刻工艺溶解陶瓷脚手架，留下一个精细的三维管网，每个管都由一层微小的CNT管组成。
碳纳米管增强的金属复合材料力学性能分析随着工业化进程的发展，材料科学和工程技术的进步正在推动着各个行业的升级换代。
在当前的材料领域中，金属复合材料因其优异的性能已经引起了越来越多的关注。
而碳纳米管（CNT）作为一种新型的纳米增强材料，因其特殊的物理、化学和力学性质，能够有效地提升金属复合材料的力学性能。
一、碳纳米管的性质和结构碳纳米管是由碳原子形成的纳米管状结构。
碳原子的排列方式可以决定CNT的结构分类和性质。
根据CNT的结构形态，可以将其分为单壁碳纳米管（SWCNT）和多壁碳纳米管（MWCNT）两类。
在CNT的结构中，SWCNT由单层碳原子形成的管状物，而MWCNT是多层碳原子形成的套管状物。
此外，根据CNT的形态和形成方式的不同，CNT还可以分为单端封闭、双端封闭和开放式碳纳米管。
CNT的结构与形态可以产生不同的物理、化学和力学性质，使得它在功能性材料和强度材料中有着广泛的应用。
二、金属复合材料的界定金属复合材料是一种将不同金属或金属与非金属组合而成的材料。
这种材料常常具有高强度、高硬度、高韧性、耐腐蚀等优良性能，是一种高端的材料。
金属复合材料包括：金属基复合材料、非金属基复合材料和金属-非金属复合材料。
三、碳纳米管增强金属复合材料的应用由于碳纳米管的特殊性质，将其与金属组合后可以形成具有高强度和高韧性的金属复合材料。
在工程上，碳纳米管加强的金属复合材料广泛应用于航空、航天、汽车、电子等领域中。
在航空航天领域中，CNT增强金属复合材料可以用于制造航空及宇航器配件，如涡轮叶片、承力结构和外壳等。
在汽车工业中，CNT增强金属复合材料可制成各种零部件，如发动机盖、车身框架等。
此外，CNT加强的金属复合材料在电子行业中也有着广泛的应用，如晶体管等。
四、碳纳米管增强金属复合材料的力学性能分析碳纳米管增强金属复合材料的力学性能是其广泛应用的重要因素，因此对于其力学性能的分析和评价具有重要意义。
以下是针对碳纳米管增强金属复合材料的力学性能进行的一些分析：1、强度和硬度：由于CNT在其中充当钉板，能有效的增加复合材料的强度和硬度。
碳纳米管增强金属基复合材料的力学性能研究近年来，碳纳米管（Carbon Nanotubes, CNTs）作为一种新型纳米材料，引发了广泛的研究兴趣。
由于其优异的力学性能和独特的结构，碳纳米管成为改善传统材料性能的理想增强剂。
本文旨在探讨碳纳米管增强金属基复合材料在力学性能方面的研究现状和发展趋势。
首先，碳纳米管作为增强剂，可以显著改善金属基材料的强度和硬度。
研究证实，当碳纳米管掺杂在金属基复合材料中时，由于其高强度和刚度，可以有效抵抗金属晶粒的滑移和扩散，从而提高材料的抗拉强度和屈服强度。
同时，碳纳米管还能增加复合材料的硬度，因为其针状结构可阻碍位错的运动，从而使材料更难发生塑性变形。
其次，碳纳米管对金属基复合材料的韧性和断裂韧度也有显著的影响。
相比于纯金属材料，碳纳米管可以增加复合材料的断裂韧度。
这是因为碳纳米管具有高强度和高韧性的特点，能够吸收和分散外载荷，在复合材料中形成桥梁效应，提高其韧性。
此外，由于碳纳米管材料表面的高能位缺陷，能够吸附并扩散裂纹的尖端，进一步抑制裂纹的扩展速率，从而提高复合材料的断裂韧度。
不仅如此，碳纳米管还可以提高金属基复合材料的疲劳寿命和耐蚀性。
由于其高强度、高模量和良好的润湿性，碳纳米管可以抵抗金属表面的应力腐蚀和疲劳裂纹扩展，延长金属基复合材料的使用寿命。
同时，碳纳米管还能够吸附和吸收金属表面的有害离子和分子，提高复合材料的耐腐蚀性能。
然而，在实际应用中，碳纳米管增强金属基复合材料还面临一些挑战。
首先，碳纳米管的分散性是影响复合材料力学性能的重要因素。
碳纳米管的高表面能使其易于团聚，在复合材料中形成团簇，导致性能不稳定。
因此，如何实现碳纳米管在金属基复合材料中的均匀分散是当前亟待解决的课题。
此外，碳纳米管与金属基材料之间的界面相互作用也是影响复合材料性能的关键因素之一。
界面的相容性和结合强度直接影响复合材料的力学性能。
寻找合适的界面改性方法和结构设计，以增加碳纳米管与金属基材料之间的结合力，实现优化的界面效果，是进一步提高复合材料性能的重要课题。
碳纳米管含量对碳纳米管增强铝合金复合材料力学性能的影响陈胜男;王利民;廖晶;姚辉
【期刊名称】《材料导报：纳米与新材料专辑》
【年(卷),期】2015(029)001
【摘要】利用粉末冶金法制备碳纳米管增强铝合金复合材料，研究不同碳纳米管含量对材料力学性能的影响。
采用扫描电子显微镜观察球磨粉末的微观形貌，并对碳纳米管的增强机制进行探讨。
结果表明：随着碳纳米管质量分数的增加，复合材料的抗拉强度呈现先增大后减小的趋势。
当CNT含量小于3G（质量分数）时，复合材料的强度与理论值基本一致；但CNT含量为5％（质量分数）时，复合材料的力学性能远低于理论值，这是由于当碳纳米管含量过高时，在铝合金基体中存在大量团聚，从而影响了复合材料力学性能的提高。
【总页数】3页(P38-40)
【作者】陈胜男;王利民;廖晶;姚辉
【作者单位】国网电力科学研究院武汉南瑞有限责任公司,武汉430074
【正文语种】中文
【中图分类】O69
【相关文献】
1.球磨工艺对原位合成碳纳米管增强铝基复合材料微观组织和力学性能的影响
2.碳纳米管含量对铝基复合材料力学性能的影响∗
3.碳纳米管增强镁基复合材料长径比
对力学性能影响的有限元分析4.掺加碳纳米管对纤维增强水泥基复合材料力学性能的影响5.不同涂层碳纳米管对增强镁基复合材料力学性能的影响
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碳纳米管增强陶瓷复合材料的制备与性能近年来，随着科技的不断进步，碳纳米管（Carbon nanotubes，简称CNTs）作为一种具有优异性能的新型纳米材料，引起了广泛关注。
其独特的结构和优异的性能为各个领域带来了许多创新应用。
在材料科学领域中，碳纳米管被广泛应用于复合材料的制备中，特别是在陶瓷复合材料中的应用。
本文将探讨碳纳米管在陶瓷复合材料中的制备方法以及对材料性能的影响。
在制备碳纳米管增强陶瓷复合材料时，常用的方法包括机械混合法、溶胶-凝胶法和电沉积法等。
机械混合法是一种简单有效的制备方法，通过机械研磨、球磨等手段将碳纳米管与陶瓷粉体均匀混合，然后进行烧结得到复合材料。
溶胶-凝胶法利用溶胶和凝胶的物理化学变化，将碳纳米管均匀分散在陶瓷颗粒中，再进行烧结得到复合材料。
电沉积法是一种将碳纳米管沉积在陶瓷表面的方法，这样可以有效增强材料的界面结合强度和导电性能。
无论采用何种方法制备，碳纳米管的添加可以显著改善陶瓷复合材料的性能。
首先，碳纳米管的加入可以提高陶瓷复合材料的力学性能。
由于碳纳米管具有优异的力学性能和良好的界面相容性，它们能够有效增强陶瓷材料的强度和韧性，提高其耐磨性和抗冲击性能。
其次，碳纳米管的加入还可以提高陶瓷复合材料的导电性能。
由于碳纳米管本身具有良好的导电性能，通过将其添加到陶瓷材料中，可以降低材料的电阻，提高材料的导电性能，有利于材料在电子器件等领域的应用。
除了对陶瓷复合材料的性能进行改善外，碳纳米管的加入还对其微观结构和相变行为产生影响。
研究发现，碳纳米管的添加可以促进陶瓷颗粒的致密化和晶粒细化，从而提高材料的热稳定性和尺寸稳定性。
此外，碳纳米管还可以影响陶瓷复合材料的相变行为，通过调控碳纳米管与陶瓷基体之间的界面相互作用，可以实现材料的相变控制和调节。
这些微观结构和相变行为的调控对于研究碳纳米管增强陶瓷复合材料的性能具有重要意义。
然而，尽管碳纳米管在陶瓷复合材料中的应用取得了一系列突破，但碳纳米管的添加也面临着一些挑战。
物理冶金因素对Ti(C,N)基金属陶瓷组织、磁学和力学性能的影响随着工业和科技的迅速发展,对高性能无磁材料的需求日益增加。
Ti(C,N)基金属陶瓷具有好的耐磨性和耐蚀性,且稀缺战略资源含量少,生产成本低,如果能具有室温无磁性,则是制作无磁工模具、无磁耐磨零部件的理想材料。
为此,本文采用粉末冶金法制备了系列Ti(C,N)基金属陶瓷,系统研究了Mo、Mo2C、WC、Cr3C2、纳米TiC、VC、Cr、石墨(C)添加对TiC–10TiN–15/30Ni(mol%)金属陶瓷显微组织、磁学和力学性能的影响。
主要结论如下:Mo添加对TiC–10TiN –30Ni、TiC–10TiN–4C–30Ni和TiC–10TiN–4C–15Ni金属陶瓷铁磁性具有好的抑制效果,金属陶瓷的室温饱和磁化强度Ms、剩磁Mr 和起始磁化率χini随着Mo含量的增加而下降,当Mo含量为8mol%时,这些金属陶瓷室温均呈无磁性,其中前两种金属陶瓷的居里温度Tc分别为115K和194K。
Mo2C添加对TiC–10TiN–30Ni金属陶瓷室温Ms、Mr和χini的影响规律与Mo添加相似,6mol%Mo2C添加可使其室温呈无磁性。
WC添加对TiC–10TiN–30Ni、TiC–10TiN–4C–15/30Ni金属陶瓷铁磁性的抑制效果较弱,不能使其室温转变为无磁性。
对于TiC–10TiN–6WC–4C–15/30Ni金属陶瓷,进一步添加Cr3C2,室温Ms、Mr和χini均随着Cr3C2含量的增加而下降,1.5mol%Cr3C2添加可使其室温转变为无磁性。
对于TiC–10TiN–6WC–4C–30Ni金属陶瓷,将TiC粉末进行微米/纳米复合,可降低其室温Ms、Mr和χini,当纳米TiC粉末含量超过一定值时,其室温转变为无磁性,含7.5和10.0mol%纳米TiC的金属陶瓷的Tc分别降至210K和78K。
C添加使TiC–10TiN–6Mo–15/30Ni金属陶瓷的磁性变强,当C含量超过2mol%时,其室温呈铁磁性。
Ti(C,N)基金属陶瓷强韧化技术的研究进展Ti(C,N)基金属陶瓷是一种非常具有发展前景和应用价值的新型材料，其独特的性能和优势使得其在诸多领域均有广泛的应用前景。
其中，它的强韧化技术是关键之一，对于其在工业应用领域的推广具有非常重要的作用。
本文通过综合分析相关文献资料，介绍Ti(C,N)基金属陶瓷强韧化技术的研究进展。
一、Ti(C,N)基金属陶瓷的概述Ti(C,N)基金属陶瓷是一种由钛、碳、氮等原子组成的高强度、高韧性、高温稳定性的新材料。
它具有金属的韧性和殊高的硬度和耐磨性，同时还具有陶瓷的高温、高硬度、高耐腐蚀性的优异性能，是一种典型的“金属+陶瓷”复合材料。
由于其优良的性能，Ti(C,N)基金属陶瓷在航空航天、汽车、船舶、刀具、模具等领域有着广泛的应用。
二、Ti(C,N)基金属陶瓷的制备及其烧结机制Ti(C,N)基金属陶瓷的制备通常采用粉末冶金法，包括机械合金化和热处理等步骤。
在粉末冶金法中，首先将Ti、C、N 等原料粉末混合，并经过球磨等方法进行机械合金化，再经高温反应制备出Ti(C,N)相的颗粒。
最后，通过热压或等离子烧结等高温处理技术使得颗粒粘结，形成致密的Ti(C,N)基金属陶瓷材料。
Ti(C,N)基金属陶瓷的烧结是其制备中的重点、难点之一。
近年来，烧结参数的优化和机理的研究对Ti(C,N)基金属陶瓷的强韧化优化起到了重要作用。
烧结温度、压力、时间、脱氧剂等因素均会影响烧结过程中晶粒的生长和相界面的稳定性，进而影响材料的力学性能和热学性能。
三、Ti(C,N)基金属陶瓷的强韧化机制Ti(C,N)基金属陶瓷具有良好的高温和高强度等优越性能，但其低韧性是限制其广泛应用的主要困难。
因此，强韧化成为了目前Ti(C,N)基金属陶瓷研究的主要方向之一。
主要强韧化机制为韧性增散机制和图案转化机制：（1）韧性增散机制韧性增散机制是指通过向Ti(C,N)基金属陶瓷中添加少量的可溶性增散相（如Ni、Fe、Co 等）以调节晶界能量，减缓晶粒生长速率，从而增加Ti(C,N)基金属陶瓷的韧性。
碳纳米管对水泥基复合材料性能影响综述摘要：碳纳米管具有优异的力学性能、韧性、耐酸碱和化学稳定性，是一种具有广阔前景的新型纳米材料。
本文对碳纳米管在水泥基复合材料体系其分散方法和研究成果进行阐述，并对碳纳米管作为水泥基复合材料性能增强体的研究成果进行总结分析。
关键词：碳纳米管，分散方法，水泥基复合材料，力学性能1.引言碳纳米管（Carbon nanotubes，CNTs）于1991年首次由Iijima[1]制备C60过程中发现。
CNTs是一种一维纳米材料，其径向尺寸为纳米级，轴向尺寸为微米级，其结构为数层到数十层石墨烯片层卷曲闭合形成的同轴圆管，其结构示意图见图1。
又因CNTs的石墨烯片卷曲层数不同，可将其分为单壁碳纳米管（CNTs）和多壁碳纳米管（MWCNTs）[2]。
CNTs 具有优越的物理力学性能源自它的碳原子以SP2原子轨道杂化为主，CNTs抗拉强度可达到50~200GPa，而常用的Q235钢的抗拉强度仅有370~500 MPa，密度仅为钢的1/6，延伸率可达到20%，长径比可达到500~1000[3-4]。
CNTs作为纳米材料，其具有尺寸效应和边界效应，能够有效水改善泥基复合材料的孔隙结构，提高水泥混凝土的整体性、力学性能和耐久性，是一种性能优异的复合材料增强组分。
将CNTs用于改性水泥基复合材料性能已成为研究热点。
1.CNTs的分散方法CNTs的长径比大，表面具有很高的自由能，且管与管之间的范德华力强，易聚集成束或缠绕，形成团聚的状态，导致其难以在基体材料中有效分散，无法有效发挥增强作用。
为提高CNTs在水泥基复合材料中的分散性能，大量学者进行了相关研究，并取得了相应成果。
目前，可用以提高CNTs在水泥基复合材料分散性的主要分为物理分散和化学分散两大类,其中物理分散有机械搅拌法、超声波分散法以及球磨法等;化学分散方法有表面修饰法、添加分散剂等方法[1-5]。
目前研究表明，单一的分散方法很难使CNTs达到良好的分散效果，而不同分散技术结合时，CNTs的分散效果更好[3-5]。
