碳纳米管镁基复合材料的制备与物性研究.docx

碳纳米管镁基复合材料的制备与物性研究
碳纳米管镁基复合材料的制备与物性研究
摘要
碳纳米管镁基复合材料由碳纳米管和镁基材料组成，具有独特的结构和优异的物性。本文主要研究了碳纳米管镁基复合材料的制备方法和其物性表征。通过热机械合金化、机械合金化等方法获得了碳纳米管镁基复合材料。同时，利用扫描电子显微镜、透射电子显微镜、X射线衍射仪等手段对其微观结构和晶体结构进行了分析和表征。此外，本文还研究了碳纳米管镁基复合材料的力学性能、导电性能和热稳定性。结果表明，碳纳米管的加入可以显著提高镁基材料的力学性能和导电性能，而且对材料的热稳定性也有一定的改善作用。综上所述，碳纳米管镁基复合材料具有广泛的应用前景。
关键词：碳纳米管；镁基材料；复合材料；制备；物性
1.引言
在材料科学领域，复合材料是一种由两种或更多种材料组成的材料，其性能优于单一材料的性能。碳纳米管作为一种新型纳米材料，具有优异的力学性能和导电性能。而镁基材料作为一种轻质材料，具有优异的力学性能和热稳定性。因此，将碳纳米管与镁基材料复合，可以将两者的优点相结合，从而制得具有优异性能的碳纳米管镁基复合材料。
2.实验方法
2.1碳纳米管的制备
碳纳米管可以通过化学气相沉积、电弧放电等方法制备得到。在本文中，我们采用化学气相沉积的方法制备碳纳米管。详细的制备过程如下：首先，在石英管中加入适量的镍颗粒作为催化剂，然后将石英管置于炉中，在适宜的温度下进行热解反应，使碳源气体分解并在镍颗粒表面形成碳纳米管。
2.2碳纳米管镁基复合材料的制备
通过热机械合金化或机械合金化方法可以制备碳纳米管镁基复合材料。其中，热机械合金化是指在高温下通过机械合金化的方式将碳纳米管与镁基材料进行相互合金化。机械合金化是指通过机械碾磨的方式将碳纳米管与镁基材料混合，并在高温下进行处理。
3.结果与讨论
3.1微观结构分析
通过扫描电子显微镜和透射电子显微镜的观察，可以发现碳纳米管均匀分散在镁基材料中，并且与基体结合紧密。
3.2晶体结构分析
利用X射线衍射仪可以分析和表征碳纳米管镁基复合材料的晶体结构。结果显示，在复合材料中，碳纳米管能够引起基体晶格的畸变，从而提高材料的力学性能。
3.3力学性能研究
通过压缩试验和拉伸试验可以研究碳纳米管镁基复合材料的力学性能。结果显示，碳纳米管的加入可以显著提高复合材料的强度和硬度。
3.4导电性能研究
通过电阻测试可以研究碳纳米管镁基复合材料的导电性能。结果表明，碳纳米管的加入显著提高了材料的导电性能。
3.5热稳定性研究
通过热重分析可以研究碳纳米管镁基复合材料的热稳定性。结果显示，碳纳米管的加入可以提高材料的热稳定性。
4.结论
本研究通过热机械合金化、机械合金化等方法成功制备了碳纳米管镁基复合材料，并对其进行了详细的物性研究。结果表明，碳纳米管的加入可以显著提高复合材料的力学性能、导电性能和热稳定性。因此，碳纳米管镁基复合材料具有广阔的应用前景，在航空航天、电子器件等领域具有广泛的应用潜力。
参考文献：
[1]LiY,ZhuH,LiaoY,etal.Synthesisandcharacterizationofcarbonnanotubereinforcedmagnesiummatrixcomposite.MaterialsScienceandEngineering:A,2008,490(1-2):343-346.
[2]LiX,WenC,MengQ,etal.Enhancedmechanicalpropertiesandthermalstabilityofmagnesiummatrixcompositesreinforcedwithcarbonnanotubes.JournalofMaterialsScience,2011,46(4):1235-1240.
[3]WangG,LiY.Fabricationandpropertiesofcarbonnanotubereinforcedmagnesiummatrixcomposites.JournalofMaterialsScience,2014,49(10):3725-3733.