机械工程材料
MATERIALS FOR MECHANICAL ENGINEERING DOI;10.11973/jxgccl201711003
2017年11月第41卷第11期Vol.41No,11Nov,2017
碳纳米管/铝界面反应程度及其与复合材料
力学性能的关系
李忠文"，林仁邦”，胡励”，俞子簧”，嘟来朋，谭占秋”，范根莲”，李志强”，张获
（1.中车青岛四方机车车辆股份有限公司，青岛266111；2.上海宇航系统工程研究所，上海201108
3.上海交通大学金属基复合材料国家重点实验室，上海200240）
摘要：采用电化学溶解-气相色谱标定方法，研究了不同烧结时间下质量分数2%CNTs/5083Al 复合材料中界面反应程度的变化规律，并探讨了界面反应程度与复合材料力学性能的关系。结果表明：在570℃烧结温度下，当烧结时间从1h延长到6h时，2%CNTs/5083Al复合材料的界面反应程度从5.5%增加到24.1%，并与烧结时间成一定的线性关系；随着烧结时间的延长，复合材料的杨氏模量、屈服强度与抗拉强度均呈先增加后降低的趋势，而伸长率呈先略微下降后持续增加的趋势。
关键词：碳纳米管；铝基复合材料；界面反应程度；力学性能
中图分类号：TB331
文献标志码：A
文章编号：1000-3738(2017)11-0019-04
CNTs/AlInterfacialReactionDegreeandtheRelationshipwith
MechanicalPerformanceof Composite
LI Zhongwen',LIN Renbang,HU Li?,YU Ziyun',YAN Laipeng',TAN Zhanqiu,
FAN Genlian', LI Zhiqiang', ZHANG D
(1.CRRC Qingdao Sifang CO., LTD., Qingdao 266111, China;
2,Shanghai Institute of Aerospace System Engineering, Shanghai 201108, China;
3.Stake Key Laboratory of Metal Matrix Composites, Shanghai Jiaotong University, Shanghai 200240, China)
Abstract: The evolution of interfacial reaction degree with different sintering time of mass fraction 2% CNTs/5083Al composite was studied by the electrochemical dissolution-gas chromatography method. The relationship of interfacial reaction degree and mechanical performance was discussed. The results show that with sintering time increasing from 1 h to 6 h, interfacial reaction degree of 2%CNTs/5083Al composite increased from 5.5% to 24.1% and showed a certain linear relationship with sintering time when the composite was sintered at 57o 'C. Young's modulus, yield strength and tensile strength of the composite increased at first and then decreased, while the elongation decreased slightly at first and then increased continuously with the increase of sintering time.
Key words: Carbon nanotube; aluminum matrix composite; interfacial reaction degree; mechanical performance
引言 0
碳纳米管（CNTs)作为一种一维管状纳米材收稿日期：2016-11-17；修订日期：2017-10-15
基金项目：科技部"973"计划项目（2012CB619600）；国家自然科学基
金资助项目（51131004，51671130.51511130038）；上海市自然科学基金资助项目（14DZ2261200，15JC1402100）
作者简介：李忠文(1980-），男，山东青岛人，工程师，博士万方数据
料，具有密度低、力学性能好、导热与导电性能优异等特点，是各类复合材料的理想增强体!]。碳纳米管增强铝基(CNTs/A1)复合材料以其高比强度、高比刚度、低膨胀系数、高热导率等特点而在航空航天、汽车制造、电子仪器和军事等领域具有广阔的应用前景[2-5]。有研究发现，除CNTs的分散程度外，CNTs/AI界面的结合状态对CNTs/AI 复合材料的力学性能和功能特性具有重要的影响[}]。理想的CNTs/A1界面不仅能有效地由铝基
19