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发信人: hfl (凤凰·凤秘·蜂蜜), 信区: NanoST
标  题: 【范文】碳纳米管在复合材料领域的应用(转载)
发信站: 哈工大紫丁香 (2003年12月04日18:15:30 星期四), 站内信件

【 以下文字转载自 NewBoard 讨论区 】
【 原文由 fangzhe 所发表 】
由于碳纳米管的纳米级尺寸，中空管状和极高的杨氏模量，它被认为是晶须类强化 
相的终极形式。Zhou等首先报导了在没有金属催化剂的条件下，于1700 ℃把碳纳 
米管与SiO2反应，黑色的碳纳米管转变为略呈绿色的SiC晶须。 
Wagner等人研究了高聚物基体中加入的碳纳米管在拉应力条件下产生裂纹的情况， 
并与普通碳纤维进行了对比研究，结果证明碳纳米管和基体间应力传递效果至少比 
普通碳纤维高一个数量级，说明碳纳米管和基体间有着良好的界面。Kuzumaki等人 
将碳纳米管与C60的复合材料封装于银套中，在室温下进行拔长加工后，对其进行 
了结构检测和拉伸实验，结果碳纳米管沿着复合棒的长度方向平行分布，测得的应 
力－应变曲线表明其断裂应力比纯C60样提高了20多倍。Peigney 等人采用 
a-Al2-2XFe2XO3固溶体在H2/CH4气氛中还原的同时裂解生长碳纳米管。然后在真空 
条件下1475 ℃热压，得到碳纳米管强化的Fe－Al2O3陶瓷基复合材料。在该材料中 
碳纳米管分布在Fe－Al2O3晶界处形成网状，对其进行断裂检测发现断裂发生于晶 
内，其断裂强度明显高于纯Al2O3，但低于相应的Fe－Al2O3，他们认为这可能是由 
于残余孔洞和石墨的存在造成的。近来，Kuzumaki等人采用热压的方法制备了碳纳 
米管强化的纯铝基复合材料并继续进行热拔，加工成直径为7 mm的丝。对该材料的 
检测结果表明，和普通碳纤维、铝界面不同，碳纳米管、铝界面之间并未发生化学 
反应生成Al4C3，碳纳米管沿着丝的长度方向平行分布，并且这种复合材料比纯铝 
具有更好的高温力学性能。 
将碳纳米管加入功能材料中，有可能改善材料的性能指标。Ebbesen等将碳纳米管 
加入高温超导材料Bi2212中制成复合材料，发现比未加碳纳米管的基体材料具有更 
好的超导性能。 
由于碳纳米管被公认为晶须类强化相的终极形式，所以在复合材料中作为强化相是 
它最有价值的工程应用之一。但是因为碳纳米管的批量制备、基体的选择、复合工 
艺等技术问题，目前还停留在探索阶段。本文将选择纳米级SiC颗粒作为陶瓷基体 
，制备SiC基碳纳米管纳米陶瓷材料，以此研究碳纳米管在材料中的存在形态和复 
合材料的组织和力学性能，探索碳纳米管在陶瓷韧性改善方面的潜在前景

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