碳纳米管在铝基复合材料中的热稳定性研究

马艳霞

（中国船舶重工集团公司 第七二五研究所，河南 洛阳 471000）

0 引言

铝及铝合金具有密度小、耐腐蚀和加工性能好等优点，随着航空航天、汽车制造等现代工业的发展，对这类材料的比强度、比刚度、耐磨性、耐热性和抗疲劳等力学性能提出了更高的要求。碳纳米管具有优异的力学性能和良好的热稳定性[1-4]，且为纳米量级，以碳纳米管增强铝基复合材料为铝基复合材料性能的更进一步提高又提供了一个新的途径。碳纳米管的稳定性是决定其能否成功应用于复合材料增强体的关键之一，吕[5]等利用TG-DTA方法研究了碳纳米管在空气中的氧化性能和热稳定性。结果表明碳纳米管在617℃开始氧化。Tao等[6]发现多壁碳纳米管经过4h的振动研磨后，其封闭的两端部分被打开，随着研磨时间的增加，封闭端开口的数量也增加。Pierard等[7]研究发现碳纳米管在振动球磨2h时，能够使碳纳米管长径比显著减小，表面积增大，然而当球磨50h时，碳纳米管的管状结构完全破坏，并形成多层的多聚芳烃聚合物。在利用传统的制备方法制备石墨、碳纤维增强铝基复合材料中，碳与铝容易发生反应，生成脆性的界面反应产物，恶化复合材料的力学性能。碳纳米管是由层片的石墨卷曲面构成的管子，因此碳纳米管具有石墨的一些本征特性。到目前为止，研究碳纳米管与铝反应状况还很少见诸报道。因此系统地研究碳纳米管与铝的反应是有意义的。

1 实验材料及方法

实验所用的多壁碳纳米管由深圳市纳米港有限公司提供，其制备方法是流化床碳氢化合物催化裂解。……