CNTs／Al复合材料界面反应的实验研究①.pdfVIP

第33卷第 1期 矿 冶 工 程 V01．33No1 2013年 02月 MININGAND METALLURGICALENGINEERING February2Ol3 CNTs／AI复合材料界面反应的实验研究① 乐 刚，蔡晓兰，王开军，王晓飞，孙鸿鹏，陈亚光 (昆明理工大学 冶金与能源工程学院，云南 昆明650093) 摘 要：采用机械球磨法制备了CNTs／A1复合材料，利用拉曼光谱和XRD对过程的相结构和组成进行了分析。结果显示，球磨过 后的A1一CNTs复合粉末中没有Alc生成，经压制烧结后界面有 A1C3生成，而直接粉末冶金法制得的CNTs／A1材料没有 AlC， 生成。应用热力学和动力学方法分析讨论了界面反应及产物形成过程。实验表明：机械球磨促进了界面反应，控制适当的球磨时 间，可以减少对 A1一CNTs复合粉末的破坏。 关键词：机械球磨 ；CNTs／A1复合材料；界面反应 中图分类号：TG115 文献标识码 ：A doi：10．3969／j．issn．0253-6099．2013．01．027 文章编号：0253—6099(2013)O1—0109一o4 ExperimentalStudyonInterfacialReactionofCNTs／AIM atrixComposites YUEGang，CAIXiao—lan，WANGKai-jun，WANGXiao-fei，SUNHong-peng，CHENYa—guang (FacultyofMetallurgicalandEnergyEngineering，KunmingUniversityofScienceandTechnology，Kunming650093， Yunnan，China) Abstract：CNTs／A1matrixcompositeswasfabricated bymechanical ballmillingmethod．Thephase structure and constituentoftheprocesswereanalyzedwithRamanspectrum andXRD．Theresultsofinvestigationshow thatthereis noA14C3generatedin thepreparedA1一CNTscompositepowders．Aftercompactionandsintering，A14C3occursatthe interface．However，noA14C3formsin theCNTs／A1compositeproducedbydirectpowdermetallurgy．The interface reactionandtheproductfomr ingprocessarediscussedbasedonthermodynamicsandkinetics．Itispointedoutthatthe mechanicalmillingpromotestheinterracialreaction，therefore，properlycontrollingmillingtimecanreducedestruction oftheA1-CNTscompositepowder． Keywords：mechanicalballmilling；CNTs／A1matrixcomposites；interfacialreaction 碳纳米管增强铝基 CNTs／A1复合材料具有高比 过程中，磨球对混合粉末进行反复地碰撞、挤压和摩 强度、高比刚度以及高疲劳强度，而且热处理性能好、 擦，使其产生破碎、冷焊和变形，引入大量的空位和晶 制备工艺灵活多样，使得它成为金属基复合材料中发 体缺陷等，促进了界面原子扩散，提高了增强体在基体 展较快的一种新型材料 -2』。增强体CNTs在Al基体 的固溶度，形成过饱和固溶体，在一定条件下也促进了 中的分散效果 和 CNTs与 Al基体的界面润湿情 界面反应的发生 j。Alc 的形成可使A1．C浸润角从 况 是研究制备 CNTs／A