Kolnanorörsmetallmatriskomposit

Kolnanorörsmetallmatriskompositer (CNT-MMC) är en framväxande klass av nya material som blandar kolnanorör till metaller och metallegeringar för att dra fördel av den höga draghållfastheten och elektriska ledningsförmågan hos kolnanorörsmaterial.

Kolnanorör förstärkta metallmatriskompositer produktionsmetoder

CNT-MMC kan tillverkas på flera olika metoder. Dessa produktionsmetoder inkluderar, men är inte begränsade till, olika pulvermetallurgiska tekniker såsom varmpressning , varmsträngsprutning, halvfast pulverbearbetning, termisk sprutning , sputtering , fysisk ångavsättning och pulsad laseravsättning .

Pulvermetallurgitekniker

Konventionell sintring är den enklaste metoden för att producera CNT-metallmatriskompositpresskroppar. CNT och metallpulver blandas genom en process av mekanisk legering/blandning och komprimeras sedan för att bilda en grön presskropp, som sedan sintras för att få den slutliga produkten. Metalliska presskroppar är föremål för oxidation jämfört med keramer och därför måste sintringen göras i en inert atmosfär eller under vakuum. En stor nackdel med denna processväg är oförmågan att skräddarsy CNT-fördelningen inom den metalliska matrisen.

Mikrovågssintring är en av dem och skiljer sig fundamentalt från konventionell sintring. I mikrovågssintringsprocessen värms materialet internt och volymetriskt till skillnad från i en konventionell process där värme härrör från en extern värmekälla. Sintringscykeltiden för mikrovågssintring är mycket kortare jämfört med den konventionella sintringscykeln.

Sparkplasmasintring är en teknik som bara tar några minuter att slutföra en sintringsprocess jämfört med konventionell sintring som kan ta timmar eller till och med dagar för densamma. Hög sintringshastighet är möjlig i SPS eftersom höga uppvärmningshastigheter lätt kan uppnås på grund av intern uppvärmning av provet i motsats till extern uppvärmning som ses vid konventionell sintring. För konventionell sintring behöver vanligtvis en grön presskropp förberedas externt med hjälp av en lämplig form och hydraulisk maskin för att applicera det nödvändiga trycket. I SPS matas pulvret direkt in i grafitformarna och formen omsluts med lämpliga stansar. Alla typer av material, även de som är svåra att förtäta, kan enkelt sintras i SPS. På grund av fördelen med hög uppvärmningshastighet och kortare hålltid kan SPS begränsa de oönskade sintringsreaktionerna i högreaktiva system i motsats till konventionell sintring och därmed kan bildning av oönskade produktfaser undvikas.

Halvfast pulverbearbetning är en unik metod som tillverkar kompositmaterial med pulverblandningar i halvfasta tillstånd. Med utgångspunkt i metall-CNT-pulverblandningen upphettas metallpulvret till halvfast tillstånd och tryck appliceras för att bilda metallmatriskompositerna. Denna metod har många fördelar såsom enkel och snabb process och flexibel fastighetsskräddarsydd.

Kolnanorörspridning och CNT-brott under blandning

En vanlig metod för att dispergera CNT i metallmatrisen är mekanisk legering. Men många forskare rapporterade längdminskningen och skadan av CNT under mekanisk legeringsprocessen.