Istraživači su napravili iskorak u razvojuugljikova nanocijev (CNT)ojačani aluminijski kompoziti korištenjem ultra-kratkih CNT-a s jedinstvenom intra-kristalnom disperzibilnošću. Ugljikove nanocijevi u nanorazmjeru ravnomjerno su raspoređene unutar ultra-finih zrna aluminija. U usporedbi s tipičnim CNT/Al kompozitima s intergranularnom CNT disperzijom, ovaj unutarkristalni kompozit ugljične nanocijevi/aluminij ima jaču sposobnost učvršćivanja i održavanja dislokacija, što rezultira povećanom čvrstoćom i duktilnošću. Ova inovativna strategija raspršivanja unutar kristala pruža novi put za razvoj jakih i čvrstih kompozitnih materijala na bazi metala ojačanih nanougljikom. Istraživanje je nedavno objavljeno u prestižnom akademskom časopisu.
Prema istraživačima, uporaba ultra-kratkih CNT-a daje nekoliko prednosti u odnosu na tradicionalne CNT-ove, uključujući bolju disperzibilnost i niže troškove obrade. Raspodjela CNT-a unutar aluminijskih zrna eliminira rizik od aglomeracije CNT-a i stvaranja međupovršinskih šupljina. Ova unutarkristalna disperzija značajno poboljšava ukupnu mehaničku izvedbu kompozitnog materijala.
Studija pruža uvid u mehanička svojstva intrakristalnih ugljikovih nanocijevi/aluminijskih kompozita i otvara nove mogućnosti za projektiranje nanostrukturiranih kompozitnih materijala na bazi metala s vrhunskom čvrstoćom i duktilnošću. Takvi materijali imaju potencijalnu primjenu u zrakoplovstvu, automobilima i drugim inženjerskim područjima visokih performansi.
Slika 1. Shematski dijagram pripreme dugih i kratkih CNT/Al kompozitnih materijala kroz procese mljevenja s kuglicama promjenjive brzine, sinteriranja i vruće ekstruzije
Slika 2. TEM slike dugih (a) i kratkih (b) CNT/Al kompozitnih materijala. Postotak i raspodjela duljine intergranularnih i intragranularnih ugljikovih nanocijevi u ekstrudiranim kompozitnim materijalima: (a) dugi CNT/Al kompozitni materijali, (b) kratki CNT/Al kompozitni materijali.
Slika 3. (a) STEM slika duge ugljikove nanocijevi/aluminij kompozitnog materijala, s bijelim strelicama koje prikazuju ugljikove nanocijevi i (b-d) HRTM prikazuje strukturu ugljikovih nanocijevi, s γ - Al2O3 i Al4C3; (e) Kratki CNT/Al kompozitni materijal, bijela strelica predstavlja CNT, (f-h) HRTEM predstavlja strukturu CNT i γ - Al2O3.
Slika 4. (a) Tehnička vlačna krivulja naprezanje-deformacija, (b) Prava krivulja naprezanje-deformacija, (c) Krivulja brzine otvrdnjavanja Al i dugih kratkih CNT/Al kompozitnih materijala. (d) Brzina istezanja i učinkovitost ojačanja.
Slika 5. STEM slike i gustoća dislokacija kompozitnih materijala nakon 4% vlačne deformacije: (a), (c) dugi CNT/Al kompozitni materijali i (b), (d) kratki CNT/Al kompozitni materijali.
SAT NANO je jedan od najboljih dobavljača ugljikovih nanocijevi, možemo ponuditi prah MWCNT, MWCNT-OH, MWCNT-COOH, ako imate bilo kakvih pitanja, slobodno nas kontaktirajte na sales03@satnano.com
